[发明专利]一种全控电流型变换器及控制方法

说明书

本发明提供了一种全控电流型变换器及控制方法，包括根据系统电流有功分量测量值i_sd和无功分量测量值i_sq、系统电压q轴分量测量值v_sd和q轴分量测量值v_sq以及系统电流有功分量参考值i_sd*和无功分量参考值i_sq*进行外环控制，得到电容电压d轴分量参考值v_cd*和q轴分量参考值v_cq*。本发明提出一种有功功率和无功功率解耦的控制方法，在实现直流电流连续调节的基础上，可以实现对无功率的独立控制，可以根据实际的应用场景，控制全控电流型变换器输出容性无功功率、感性无功或者单位功率因数。

技术领域

本发明属于变换器技术领域，特别涉及一种全控电流型变换器及控制方法。

背景技术

全控电流型变换器具有电流连续可调节，限制短路电流能力强，交流侧电能质量高和功率因数高的优点，适用于大电流供电的应用场景。

为了消除交流侧的谐波电流，以及辅助实现电流换相功能，需要设置交流滤波器，一般来说，采用LC低通滤波器。但是，LC滤波器会产生固定的容性无功功率，为了提高变换器的功率因数，甚至为了实现单位功率因数，全控电流型变换器需要输出一定比例的感性无功功率，抵消低通滤波器的容性无功功率。

目前，全控电流型变换器多采用直流电流闭环控制，该控制方法可以实现输出直流电流的连续调节，而且具有一定补偿低通滤波器容性无功的能力，但是，该控制方法没有实现有功和无功的独立控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种全控电流型变换器及控制方法，以解决全控电流型变换器多采用直流电流闭环控制没有实现有功和无功的独立控制等技术问题。

本发明技术方案：

一种全控电流型变换器控制方法，包括以下步骤：

根据系统电流有功分量测量值i_sd和无功分量测量值i_sq、系统电压d轴分量测量值v_sd和q轴分量测量值v_sq以及系统电流有功分量参考值i_sd*和无功分量参考值i_sq*进行外环控制，得到电容电压d轴分量参考值v_cd*和q轴分量参考值v_cq*；

根据电容电压d轴分量测量值v_cd和q轴分量测量值v_cq、电容电压d轴分量参考值v_cd*和q轴分量参考值v_cq*以及系统电流有功分量测量值i_sd与无功分量测量值i_sq进行内环控制，得到输出电流有功分量参考值i_td*和无功分量参考值i_tq*；

根据i_td*和i_tq*得到输出电流参考值ita*，itb*和itc*，然后进行脉冲调制，控制全控型电力电子开关器件。

所述外环控制包括以下步骤：

i_sd*减去i_sd后进行PI比例积分控制；

PI比例积分控制后取负值加上v_sd和i_sq·ωL，获得v_cd*；

同时，i_sq*减去i_sq后进行PI比例积分控制；

PI比例积分控制后取负值加上v_sq并减去i_sd·ωL，获得v_cq*。

所述内环控制包括以下步骤：