[发明专利]一种电压型三电平NPC变流器直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种电压型三电平NPC变流器直接功率控制方法，采用电压型三电平中点钳位变流器，按以下步骤实施；步骤1，采集ua、ub、uc和ia、ib、ic值，计算瞬时有功功率p和瞬时无功功率q；步骤2，根据ua、ub和uc的值，确定所在扇区θn步骤3，算交直流电压比η；步骤4，据η的值，确定电压比变量Sη；步骤5，确定有功功率偏差变量Sp和无功功率偏差变量Sq；步骤6，确定无功波动变量Srp；步骤7，确定DPC策略应采用的具体矢量步骤8，选择VS1‑VS6开关状态平衡直流电容电压；步骤9，控制开关器件，使系统实际输出功率达到设定要求。该方法适用于任意交直流电压比，且不会引起瞬时无功功率异常波动。

主权项

一种电压型三电平NPC变流器直接功率控制方法，采用电压型三电平中点钳位变流器，其特征在于，具体按照以下步骤实施；步骤1，采集交流侧三相电压ua、ub、uc和电流ia、ib、ic的瞬时值，计算得到系统瞬时有功功率p和瞬时无功功率q；步骤2，根据交流侧三相电压ua、ub和uc的瞬时值，应用三相锁相环锁定系统相位角θ，根据θ确定所在扇区θn：步骤3，计算交直流电压比η；步骤4，根据步骤3中计算的交直流电压比η的值，确定电压比变量Sη；步骤5，确定有功功率偏差变量Sp和无功功率偏差变量Sq；步骤6，确定无功波动变量Srp；步骤7，根据确定的Sη、Srp、Sp、Sq、θn，确定DPC策略应采用的具体矢量：步骤8，根据实际电容电压波动情况，选择VS1‑VS6对应的合适开关状态平衡直流电容电压；步骤9，根据步骤8中的开关状态，控制每相各开关器件的打开和关闭，使系统实际输出功率达到设定要求；所述步骤7中确定应采用DPC策略的应采用的具体矢量具体为：定义θ2j‑1(j＝1…6)表示奇数扇区，θ2i表示偶数扇区，a)当瞬时无功功率在可控范围内，即Sq＝0或1时，DPC策略在每个扇区中根据交直流电压比η的值及Sp、Sq的具体情况，根据公式(7)、(8)、(9)、(10)选择该扇区的合适矢量控制系统的瞬时功率，其中，Udc为直流侧总电压，urd和urq分别为各矢量在d轴和q轴上的投影，d轴对应有功电压，q轴对应无功电压；Sp=1Sq=1⇔ηUdc2-urd>0urqηUdc2>0---(7)]]>Sp=1Sq=0⇔ηUdc2-urd>0urqηUdc2<0---(8)]]>Sp=0Sq=1⇔ηUdc2-urd<0urqηUdc2>0---(9)]]>Sp=0Sq=0⇔ηUdc2-urd<0urqηUdc2<0---(10)]]>b)当瞬时无功功率发生异常波动，即Sq＝‑1或2时，DPC策略在每个扇区中根据交直流电压比η的值及Sp、Sq的具体情况，根据公式(11)、(12)、(13)、(14)选择该扇区或邻近扇区的合适矢量控制系统的瞬时功率，其中，Udc为直流侧总电压，urd和urq分别为各矢量在d轴和q轴上的投影，ω为系统角频率，Ls为交流侧感抗值，p为系统瞬时有功功率，Sp=1Sq=2⇔ηUdc2-urd≥0urqηUdc2+ωLsp>0---(11)]]>Sp=1Sq=-1⇔ηUdc2-urd≥0urqηUdc2+ωLsp<0---(12)]]>Sp=0Sq=2⇔ηUdc2-urd≤0urqηUdc2+ωLsp>0,---(13)]]>Sp=0Sq=-1⇔ηUdc2-urd≤0urqηUdc2+ωLsp<0.---(14)]]>