一种宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法，属于电力电子变换装置领域。包括以下步骤：通过分析VIENNA整流器的静态工作范围，在静态工作范围内通过调制波区间钳位的方法抑制输入电流畸变；在静态工作范围外，以电网不平衡时三种电流控制目标为基础，引入负序电流控制系数k，将k定义在连续区间内，通过调整k的取值将参考电压约束在静态工作范围内在使用调制波区间钳位抑制输入电流畸变。最后，将生成的调制波通过正弦脉宽调制(SPWM)得到电网不平衡时控制VIENNA整流器开关的脉宽调制波。本发明专利技术方法可有效抑制电网不平衡时VIENNA整流器由网侧电流与参考电压相位不一致而引起的电流畸变，提高系统功率因数，降低网侧电流谐波畸变率，同时提高VIENNA整流器的效率。时提高VIENNA整流器的效率。时提高VIENNA整流器的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法


[0001]本专利技术属于电力电子变换装置
，特别是一种宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术和微处理技术的迅猛发展，电力电子技术在近三十年发生了巨大的变化，并越来越广泛地被应用于国民经济的各个领域，其中包括各种高品质电源、柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System，FACTS)、高压直流输电(High Voltage Direct Current)及航空航天等应用领域。同时，这些设备及系统的非线性、冲击性和不平衡性将会导致电网中的电压波形与电流波形发生畸变，从而降低输入电流品质，使设备和系统的效率大大降低。
[0003]在1980年的IEEE工业应用(ISA)年会上，日本的A.Nabae提出三电平中点箝位式结构；随后，J.W.Kolar等人于1994年提出了VIENNA整流器结构，其因输入电流正弦化且畸变率低、能够实现单位功率因数运行等优点而引起学界关注与研究。三相三电平VIE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法，其特征在于，包括VIENNA整流器、数字处理控制模块和驱动电路，其中数字处理控制模块包括采样单元、电压控制单元、参考电流计算单元、准PR电流控制单元和正弦脉宽调制单元；其中：(1)采样单元分别采集VIENNA整流器直流侧上下电容电压信号、VIENNA整流器交流侧的三相电压信号、VIENNA整流器交流侧的三相电流信号；(2)电压控制单元将直流侧上、下电容电压信号处理为有功功率参考信号；(3)参考电流计算单元将有功功率参考信号以及坐标变换后得到的电压、电流信号处理为静止坐标系下电流参考信号；(4)准PR电流控制单元将电流参考信号进行处理得到调制波信号，送至正弦脉宽调制单元；(5)正弦脉宽调制单元的输出端经过驱动电路，接入三电平VIENNA整流器中每相桥臂的各个开关管。2.根据权利要求1所述的一种宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法，其特征在于，所述数字处理控制模块为TMS320F28377D和EPM1270T芯片。3.根据权利要求1所述的一种宽范围不平衡电网下优化VIENNA整流器输入电流的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据VIENNA整流器自身固有拓扑特性计算其静态工作范围。(1)建立三相参考电压与三相开关管占空比方程；对于VIENNA整流器，有如下等式：上式的通解整理化简可以表述为：其中d0为任意常数。(2)针对占空比在区间[0，1]范围内有解可以求得此时对参考电压的约束，即VIENNA整流器的静态工作范围；VIENNA整流器参考电压的约束条件入下表所示。VIENNA整流器静态工作范围
表中约束公式如下所示：表中约束公式如下所示：表中约束公式如下所示：步骤2、计算VIENNA整流器参考电流指令与参考电压之间的相位差，在静态工作范围内，通过注入零序分量使调制波在畸变区间内钳位为零的方法抑制输入电流畸变；在静态工作范围外，引入负序电流调节系数k，通过调整k的取值将参考电压约束在静态工作范围内，再通过区间钳位的方法抑制输入电流畸变，包括以下步骤：(1)通过双二阶广义积分器锁相环(Double Second Order Generalized Integrator Phase
‑
Locked Loop，DSOGI
‑
PLL)提取电网电压正、负序分量及负序分量初始相位角；电网电压的表达式可写为：(2)计算以抑制有功功率二次波动控制策略下的电流参考并计算此时的参考电压；abc坐标系下抑制VIENNA整流器有功二次波动控制策略的参考电流表达式为：
将电网电压公式及输入电流指令公式表示为实虚数形式，如下所示：将电网电压公式及输入电流指令公式表示为实虚数形式，如下所示：将电网电压公式及输入电流指令公式表示为实虚数形式，如下所示：e
a
∠θ
ea<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建国，史兆成，李志洲，李高宁，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：