基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统及方法技术方案

技术编号:13007949 阅读:45 留言:0更新日期:2016-03-10 21:45
本发明专利技术公开了一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统,包括:输出电压反馈控制模块、输出电容电流反馈控制模块、输出电感电流前馈控制模块和PWM调制模块,本发明专利技术还公开了一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制方法。本发明专利技术通过反馈控制获取在abc三相静止坐标系下电感电流前馈控制信号,并采用所获取信号实现输出电感电流的前馈控制。所提出的电感电流前馈控制方法克服了现有方法导致的稳定性差或控制复杂的缺点,有效地提高了逆变器的稳定性和输出电压质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子变流器控制
,特别是涉及基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统及方法
技术介绍
大功率离网逆变器是分布式新能源微电网的重要电力电子装置,将直流母线的直流电压逆变为工频正弦波电压,以实现稳定整个微电网交流母线电压和提供功率给交流负荷的重要作用。为很好地补偿各种负荷的变化,大功率离网逆变器通常采用基于dq变换的矢量控制方法,并引入输出电感的电流前馈控制。电感电流前馈控制可以提高动态性能,并减小矢量控制的调节压力,以提高系统的稳定性和输出电压质量。输出电感电流前馈控制信号通常可通过以下两种方法获得:方法一是对电感电流求导,并进行适当的滤波和限幅,经比例环节后得到abc三相静止坐标系下的前馈控制信号;方法二是基于dq变换获取dq坐标系下的前馈控制信号。方法一实现方式简单,但存在控制延时、导致逆变器稳定性变差的问题;方法二可很好地完成电感电流前馈控制对逆变器输出性能的提高,但是需考虑各种谐波在dq坐标系下正负序及前馈控制极性的问题,实现方式较复杂,在数字控制下需耗费更多的计算资源。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题,本专利技术的目的之一在于提供一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统,通过反馈控制获得电感电流的前馈控制信号,不需引入求导环节或复杂的dq坐标系下的前馈控制,良好的稳定性和动态性能得到了保证,同时节省了计算资源。为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案是:一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统,其包括:输出电压反馈控制模块,用于将三相输出电压采样信号vOA、vOB、vOC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电压反馈信号vOd、vOq;所得的两个电压反馈信号vOd、vOq分别与其参考值vOdref、vOqref作比较,其差分别通过第一PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的指令信号iCdref、iCqref;输出电容电流反馈控制模块,用于将三相电容电流采样信号iCA、iCB、iCC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电容电流反馈信号iCd、iCq;所得的两个电容电流反馈信号iCd、iCq分别与其指令信号iCdref、iCqref作比较,其差分别通过第二PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的电容电流反馈控制信号vOdreg1、vOqreg1;输出电感电流前馈控制模块,用于将三相电感电流采样信号iLA、iLB、iLC分别与电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0作差,并分别经第三PI调节器得到三相电感压降vLA、vLB、vLC,其中电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0分别由三相电感压降vLA、vLB、vLC经1/L环节和积分环节后获得,L为工频变压器漏抗的电感量;三相电感压降vLA、vLB、vLC分别乘以K1得到abc坐标系下的电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1,其中K1为正实数常量;PWM调制模块,用于将输出调制信号vOdreg、vOqreg进行基频dq反变换,得到三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0;三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0与电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1分别相加得到最终的三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg;三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg分别与载波比较进行PWM调制,得到三相桥臂上开关器件的控制脉冲,将所述控制脉冲通过驱动电路后控制逆变器工作;所述输出调制信号vOdreg由电压反馈信号vOd和电容电流反馈控制信号vOdreg1相加所得,所述输出调制信号vOqreg由电压反馈信号vOq和电容电流反馈控制信号vOqreg1相加所得。本专利技术的另一目的在于提供一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统,通过反馈控制获得电感电流的前馈控制信号,不需引入求导环节或复杂的dq坐标系下的前馈控制,良好的稳定性和动态性能得到了保证,同时节省了计算资源。为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案是:一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制方法,其包括以下步骤:步骤1、将三相输出电压采样信号vOA、vOB、vOC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电压反馈信号vOd、vOq;所得的两个电压反馈信号vOd、vOq分别与其参考值vOdref、vOqref作比较,其差分别通过第一PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的指令信号iCdref、iCqref;步骤2、将三相电容电流采样信号iCA、iCB、iCC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电容电流反馈信号iCd、iCq;所得的两个电容电流反馈信号iCd、iCq分别与其指令信号iCdref、iCqref作比较,其差分别通过第二PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的电容电流反馈控制信号vOdreg1、vOqreg1;步骤3、将三相电感电流采样信号iLA、iLB、iLC分别与电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0作差,并分别经第三PI调节器得到三相电感压降vLA、vLB、vLC,其中电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0分别由三相电感压降vLA、vLB、vLC经1/L环节和积分环节后获得,L为工频变压器漏抗的电感量;三相电感压降vLA、vLB、vLC分别乘以K1得到abc坐标系下的电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1,其中K1为正实数常量;步骤4、将输出调制信号vOdreg、vOqreg进行基频dq反变换,得到三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0;三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0与电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1分别相加得到最终的三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg;三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg分别与载波比较进行PWM调制,得到三相桥臂上开关器件的控制脉冲,将所述控制脉冲通过驱动电路后控制逆变器工作;所述输出调制信号vOdreg由电压反馈信号vOd和电容电流反馈控制信号vOdreg1相加所得,所述输出调制信号vOqreg由电压反馈信号vOq和电容电流反馈控制信号vOqreg1相加所得。与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:本专利技术采用反馈控制来获得abc三相静止坐标系下输出电感电流的前馈控制信号,实现输出电感电流本文档来自技高网...
基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统及方法

【技术保护点】
一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统,其特征在于,其包括:输出电压反馈控制模块,用于将三相输出电压采样信号vOA、vOB、vOC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电压反馈信号vOd、vOq;所得的两个电压反馈信号vOd、vOq分别与其参考值vOdref、vOqref作比较,其差分别通过第一PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的指令信号iCdref、iCqref;输出电容电流反馈控制模块,用于将三相电容电流采样信号iCA、iCB、iCC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电容电流反馈信号iCd、iCq;所得的两个电容电流反馈信号iCd、iCq分别与其指令信号iCdref、iCqref作比较,其差分别通过第二PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的电容电流反馈控制信号vOdreg1、vOqreg1;输出电感电流前馈控制模块,用于将三相电感电流采样信号iLA、iLB、iLC分别与电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0作差,并分别经第三PI调节器得到三相电感压降vLA、vLB、vLC,其中电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0分别由三相电感压降vLA、vLB、vLC经1/L环节和积分环节后获得,L为工频变压器漏抗的电感量;三相电感压降vLA、vLB、vLC分别乘以K1得到abc坐标系下的电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1,其中K1为正实数常量;PWM调制模块,用于将输出调制信号vOdreg、vOqreg进行基频dq反变换,得到三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0;三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0与电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1分别相加得到最终的三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg;三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg分别与载波比较进行PWM调制,得到三相桥臂上开关器件的控制脉冲,将所述控制脉冲通过驱动电路后控制逆变器工作;所述输出调制信号vOdreg由电压反馈信号vOd和电容电流反馈控制信号vOdreg1相加所得,所述输出调制信号vOqreg由电压反馈信号vOq和电容电流反馈控制信号vOqreg1相加所得。...

【技术特征摘要】
1.一种基于反馈控制获取电感电流前馈控制信号的逆变器控制系统,其特
征在于,其包括:
输出电压反馈控制模块,用于将三相输出电压采样信号vOA、vOB、vOC进行
基频dq变换,得到dq坐标系下的电压反馈信号vOd、vOq;所得的两个电压反馈
信号vOd、vOq分别与其参考值vOdref、vOqref作比较,其差分别通过第一PI调节器
控制后分别得到dq坐标系下的指令信号iCdref、iCqref;
输出电容电流反馈控制模块,用于将三相电容电流采样信号iCA、iCB、iCC进行基频dq变换,得到dq坐标系下的电容电流反馈信号iCd、iCq;所得的两个
电容电流反馈信号iCd、iCq分别与其指令信号iCdref、iCqref作比较,其差分别通过
第二PI调节器控制后分别得到dq坐标系下的电容电流反馈控制信号vOdreg1、
vOqreg1;
输出电感电流前馈控制模块,用于将三相电感电流采样信号iLA、iLB、iLC分
别与电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0作差,并分别经第三PI调节器得到三相电
感压降vLA、vLB、vLC,其中电感电流反馈信号iLA0、iLB0、iLC0分别由三相电感压
降vLA、vLB、vLC经1/L环节和积分环节后获得,L为工频变压器漏抗的电感量;
三相电感压降vLA、vLB、vLC分别乘以K1得到abc坐标系下的电感电流前馈控制
信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1,其中K1为正实数常量;
PWM调制模块,用于将输出调制信号vOdreg、vOqreg进行基频dq反变换,得
到三相初始输出调制信号vOAreg0、vOBreg0、vOCreg0;三相初始输出调制信号vOAreg0、
vOBreg0、vOCreg0与电感电流前馈控制信号vOAreg1、vOBreg1、vOCreg1分别相加得到最
终的三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、vOCreg;三相输出调制信号vOAreg、vOBreg、
vOCreg分别与载波比较进行PWM调制,得到三相桥臂上开关器件的控制脉冲,
将所述控制脉冲通过驱动电路后控制逆变器工作;所述输出调制信号vOdreg由电
压反馈信号vOd和电容电流反馈控制信号vOdreg1相加所得,所述输出调制信号
vOqreg由电压反馈信号vOq和电容电流反馈...

【专利技术属性】
技术研发人员:王浩舒杰罗蜂张继元张伟吴昌宏黄磊吴志锋姜桂秀沈玉樑
申请(专利权)人:中国科学院广州能源研究所佛山市柏克新能科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1