[发明专利]感应电能传输系统的无功功率抑制及恒压控制方法

摘要

本发明公开了一种感应电能传输系统的无功功率抑制及恒压控制方法。其主要作法是，借助高频逆变器装置的输出电流和输出电压的瞬时值，与参考正弦信号、参考余弦信号经过处理后得到感应电能传输系统的无功功率值，将无功功率值和采集得到的负载电压值作为PI调节器的反馈值。该方法的硬件电路简单，算法复杂程度低，得到的反馈值更准确，无功功率抑制效果好。

主权项

1.一种感应电能传输系统的无功功率抑制及恒压控制方法，包括以下步骤：A、采样器在一个系统工作周期T内，采集得到高频逆变器装置的输出电流信号i(t)的离散值i(tn)和高频逆变器装置的输出电压信号u(t)的离散值u(tn)，tn＝1T/N,2T/N,...,nT/N,...,NT/N；其中：t为时间，N是一个系统工作周期T内采样器采集得到的高频逆变器装置的输出电流信号i(t)的离散值i(tn)或高频逆变器装置的输出电压信号u(t)的离散值u(tn)的总数，tn是高频逆变器装置的输出电流信号i(t)第n个离散值i(tn)或高频逆变器装置的输出电压信号u(t)第n个离散值u(tn)对应的时刻；B、控制器同步给出参考正弦信号S(t)的离散值S(tn)，S(tn)＝sin(ωtn)和参考余弦信号C(t)的离散值C(tn)，C(tn)＝cos(ωtn)；其中，ω为高频逆变器当前的工作频率，ω＝2π/T；C、控制器将A步的高频逆变器装置的输出电流信号i(t)的离散值i(tn)与B步的参考正弦信号S(t)的离散值S(tn)相乘得到高频逆变器装置的输出电流的参考正弦积离散值is(tn)；将A步的高频逆变器装置的输出电流信号i(t)的离散值i(tn)与B步的参考余弦信号C(t)的离散值C(tn)相乘得到高频逆变器装置的输出电流的参考余弦积离散值ic(tn)；控制器将A步的高频逆变器装置的输出电压信号u(t)的离散值u(tn)与B步的参考正弦信号S(t)的离散值S(tn)相乘得到高频逆变器装置的输出电压的参考正弦积离散值us(tn)；将A步的高频逆变器装置的输出电压信号u(t)的离散值u(tn)与B步的参考余弦信号C(t)的离散值C(tn)相乘得到高频逆变器装置的输出电压的参考余弦积离散值uc(tn)；D、控制器将C步得到的高频逆变器装置的输出电流所有的参考正弦积离散值is(tn)和高频逆变器装置的输出电流所有的参考余弦积离散值ic(tn)分别经过截止频率为ω/10的数字低通滤波器滤除交流分量，相应得到高频逆变器装置的输出电流的参考正弦积直流分量is与高频逆变器装置的输出电流的参考余弦积直流分量ic；控制器将C步得到的一个系统工作周期T内的高频逆变器装置的输出电压所有的参考正弦积离散值us(tn)和高频逆变器装置的输出电压所有的参考余弦积离散值uc(tn)分别经过截止频率为ω/10的数字低通滤波器滤除交流分量，相应得到高频逆变器装置的输出电压的参考正弦积直流分量us与高频逆变器装置的输出电压的参考余弦积直流分量uc；E、控制器根据D步得到的高频逆变器装置的输出电压的参考正弦积直流分量us、高频逆变器装置的输出电压的参考余弦积直流分量uc、高频逆变器装置的输出电流的参考正弦积直流分量is和高频逆变器装置的输出电流的参考余弦积直流分量ic，分别算出高频逆变器装置的输出有功功率值P，P＝2(isus+icuc)和高频逆变器装置的输出无功功率值Q，Q＝2(icus-isuc)；F、控制器将E步骤的高频逆变器装置的输出无功功率值Q作为PI调节器一的感应电能传输系统的无功功率抑制的无功功率反馈信号，将PI调节器一的感应电能传输系统的无功功率抑制的无功功率的给定值设为0，通过PI调节器一的调节得到高频逆变器装置下一阶段的工作频率ωPI；再将高频逆变器装置下一阶段的工作频率ωPI输入信号调制器，通过信号调制器实现对高频逆变器装置的工作频率调节，进而对感应电能传输系统的无功功率进行抑制；当感应电能传输系统的无功功率小于总功率的5％时，判定感应电能传输系统工作于准谐振状态，控制器将负载电压值uL作为PI调节器二的感应电能传输系统的负载电压值反馈信号，将Uref作为PI调节器二的感应电能传输系统的负载电压值的给定值，通过PI调节器二的调节得到下一阶段的高频逆变器装置的输出电压输入信号调制器，通过信号调制器的脉宽调节实现对高频逆变器装置的输出电压的基波幅值调节，进而对感应电能传输系统的负载电压值进行恒压控制。