并网功率转换器的动态谐振控制制造技术

一种部件包括自适应估计器。转换器包括连接至LCL滤波器的开关整流器，该LCL滤波器具有转换器电感器、电容器以及通过具有未知电感的导体连接至电压源的电网电感器。转换器电感器的电流被输入至自适应估计器，该估计器包括理想LCL滤波器模型和干扰补偿器，所述理想LCL滤波器模型使用简单滤波器生成转换器和LCL滤波器的期望动态行为。LCL稳态(“SS”)补偿模拟LCL滤波器和导体的稳态影响。从LCL SS补偿的输出中减去自适应估计器的输出以形成干扰估计，将干扰估计与转换器的反馈环输出相加以形成控制开关整流器的切换的电压控制信号。将电压控制信号与干扰估计相加并且将电压控制信号输入至自适应估计器。入至自适应估计器。入至自适应估计器。

【技术实现步骤摘要】
并网功率转换器的动态谐振控制


[0001]本文公开的主题涉及功率转换器，并且更具体地涉及并网功率转换器的动态谐振控制。功率转换器的功率流可以是单向的或双向的。

技术实现思路

[0002]公开了一种用于并网功率转换器的动态谐振控制的部件。方法和计算机程序产品也执行部件的功能。该部件包括用于转换器的自适应估计器。自适应估计器包括电压输入和电流输入。转换器包括连接至电感器
‑
电容器
‑
电感器(“LCL”)滤波器的开关整流器，对于转换器的每一相，电感器
‑
电容器
‑
电感器(“LCL”)滤波器包括连接至开关整流器的转换器电感器、电容器以及通过具有未知电感的源导体连接至电压源的电网电感器。电流输入来自转换器的相的至少一个转换器电感器。自适应估计器包括理想LCL滤波器模型和干扰补偿器。理想LCL滤波器模型被配置成使用简单滤波器生成转换器和LCL滤波器的期望动态行为。该部件包括LCL稳态(“SS”)补偿，所述LCL稳态(“SS”)补偿被配置成模拟LCL滤波器和源导体的稳态影响。从转换器的反馈环的输出中减去自适应估计器的输出以形成初步电压控制信号。初步电压控制信号与LCL SS补偿的输出相加以形成被配置成控制开关整流器的切换的电压控制信号。初步电压控制信号是对自适应估计器的电压输入。
[0003]一种用于并网功率转换器的动态谐振控制的方法包括从转换器的反馈环的输出中减去自适应估计器的输出以形成初步电压控制信号。转换器包括开关整流器和LCL滤波器，对于转换器的每一相，LCL滤波器包括连接至开关整流器的转换器电感器、电容器以及通过具有未知电感的源导体连接至电压源的电网电感器。自适应估计器包括理想LCL滤波器模型和干扰补偿器。理想LCL滤波器模型使用简单滤波器生成转换器和LCL滤波器的期望动态行为。该方法包括将转换器的输出电流输入至自适应估计器。转换器的输出电流基于至少一个转换器电感的电流。该方法包括将初步电压控制信号与LCL SS补偿的输出相加以形成电压控制信号。电压控制信号控制开关整流器的切换。LCL SS补偿模拟LCL滤波器和源导体的稳态影响。初步电压控制信号是对自适应估计器的电压输入。
[0004]一种系统包括转换器和用于转换器的控制器。转换器包括开关整流器和LCL滤波器，对于转换器的每一相，LCL滤波器包括连接至开关整流器的转换器电感器、电容器以及通过具有未知电感的源导体连接至电压源的电网电感器。控制器包括具有电压输入和电流输入的自适应估计器。电流输入来自转换器的相的至少一个转换器电感器。自适应估计器包括理想LCL滤波器模型和干扰补偿器。理想LCL滤波器模型被配置成使用简单滤波器生成转换器和LCL滤波器的期望动态行为。LCL SS补偿被配置成模拟LCL滤波器和源导体的稳态影响。从转换器的反馈环的输出中减去自适应估计器的输出以形成初步电压控制信号。初步电压控制信号与LCL SS补偿的输出相加以形成被配置成控制开关整流器的切换的电压控制信号。初步电压控制信号是对自适应估计器的电压输入。
附图说明
[0005]为了容易地理解本专利技术的实施方式的优点，将参照附图中所示的具体实施方式来呈现对以上简要描述的实施方式的更具体的描述。要理解的是，这些附图仅描绘了一些实施方式并且因此不被认为是对范围的限制，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释实施方式，在附图中：
[0006]图1是根据实施方式的用于单相并网功率转换器的动态谐振控制的系统的示意性框图；
[0007]图2是根据实施方式的用于三相并网功率转换器的动态谐振控制的系统的示意性框图；
[0008]图3是根据实施方式的电感器
‑
电容器
‑
电感器(“LCL”)滤波器的模型的示意性框图；
[0009]图4是根据实施方式描绘从图3的模型导出的方程的示意性框图；
[0010]图5是根据实施方式描绘从图4导出的简化方程的示意性框图；
[0011]图6是根据实施方式的通用干扰观测器控制器的示意性框图；
[0012]图7是根据实施方式的用于并网功率转换器的动态谐振控制的控制器的实施方式的示意性框图；
[0013]图8是根据实施方式的用于并网功率转换器的动态谐振控制的控制器的另一更详细实施方式的示意性框图；
[0014]图9描绘了针对具有开环和闭环结果的不同源电感值用于具有LCL滤波器的并网功率转换器的动态谐振控制的模拟结果；
[0015]图10描绘了用于具有LCL滤波器的并网功率转换器的动态谐振控制的闭环模拟结果；以及
[0016]图11描绘了用于具有没有补偿的LCL滤波器以及具有图7和图8中描绘的干扰观测器控制的实施方式的转换器的模拟结果和快速傅立叶变换。
具体实施方式
[0017]在整个说明书中，对“一个实施方式”、“实施方式”或类似语言的引用意指结合实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中。因此，除非另外明确说明，否则在整个说明书中，短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似语言的出现可以但并不一定全部指代相同的实施方式，而是意指“一个或更多个但不是所有实施方式”。除非另外明确说明，否则术语“包含”、“包括”、“具有”及其变型意指“包括但不限于”。除非另外明确说明，否则列举的项目清单并不暗指项目中的任何或所有都是相互排斥和/或相互包含的。除非另外明确说明，否则术语“一”、“一个”和“该”也指“一个或更多个”。术语“和/或”指示所列元素中的一个或更多个的实施方式，其中“A和/或B”指示单独的元素A、单独的元素B或合起来的元素A和B的实施方式。
[0018]此外，所描述的实施方式的特征、优点和特性可以以任何合适的方式组合。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施方式的特定特征或优点中的一个或更多个的情况下实践实施方式。在其他情况下，在某些实施方式中可以认识到可能并非在所有实施方式中都存在的附加特征和优点。
[0019]根据以下描述和所附权利要求，实施方式的这些特征和优点将变得更充分明显，或者可以通过如在下文中所阐述的对实施方式的实践来获知。如由本领域技术人员将理解的，本专利技术的方面可以体现为系统、方法和/或计算机程序产品。因此，本专利技术的各方面可以采用以下形式：完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施方式，这些形式在本文中可以全部一般地被称为为“电路”、“模块”、“估计器”、“补偿”、“控制器”、“系统”等。此外，本专利技术的方面可以采用计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在其上体现有程序代码的一个或更多个计算机可读介质中。
[0020]本说明书中描述的许多功能单元已经被标记为估计器、补偿、控制器等，以更具体地强调功能单元的实现独立性。例如，估计器、补偿、控制器等可以实现为包括定制VLSI电路或门阵列、成品半导体例如逻辑芯片、晶体管或其他分立部件的硬件电路。估计器、补偿、控制器等也可以以可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种部件，包括：用于转换器的自适应估计器，所述自适应估计器包括电压输入和电流输入，所述转换器包括连接至电感器
‑
电容器
‑
电感器LCL滤波器的开关整流器，对于所述转换器的每一相，所述LCL滤波器包括连接至所述开关整流器的转换器电感器、电容器以及通过具有未知电感的源导体连接至电压源的电网电感器，所述电流输入来自所述转换器的相的至少一个转换器电感器，所述自适应估计器包括理想LCL滤波器模型和干扰补偿器，所述理想LCL滤波器模型被配置成使用简单滤波器生成所述转换器和所述LCL滤波器的期望动态行为；以及LCL稳态SS补偿，所述LCLSS补偿被配置成模拟所述LCL滤波器和所述源导体的稳态影响，其中，从所述转换器的反馈环的输出中减去所述自适应估计器的输出以形成初步电压控制信号，其中，所述初步电压控制信号与所述LCL SS补偿的输出相加以形成被配置成控制所述开关整流器的切换的电压控制信号，并且其中，所述初步电压控制信号是对所述自适应估计器的所述电压输入。2.根据权利要求1所述的部件，其中，所述LCL滤波器模型被配置成利用电感器的模型生成所述转换器和所述LCL滤波器的所述期望动态行为，所述电感器的模型包括所述转换器电感器和所述电网电感器的电感而没有所述源导体的电感。3.根据权利要求2所述的部件，其中，所述LCL滤波器模型还被配置成利用包括所述开关整流器的影响的模型来生成所述转换器和所述LCL滤波器的所述期望动态行为。4.根据权利要求1所述的部件，其中，所述干扰补偿器至少包括比例控制。5.根据权利要求1所述的部件，其中，从所述转换器的至少一个相的转换器电感器中的电流中减去所述理想LCL滤波器模型的输出以形成对所述干扰补偿器的输入，其中，所述干扰补偿器的输出包括干扰估计，并且其中，将所述干扰估计与所述初步电压控制信号相加，并且结果信号包括对所述理想LCL滤波器模型的输入。6.根据权利要求1所述的部件，其中，所述干扰补偿器的补偿值与所述转换器的所述反馈环的补偿值有关。7.根据权利要求6所述的部件，还包括标量链路，所述标量链路用所述转换器的所述反馈环的比例补偿值的标量值改变所述干扰补偿器的比例补偿值，和/或用所述转换器的所述反馈环的积分补偿值的标量值改变所述干扰补偿器的积分补偿值。8.根据权利要求1所述的部件，其中，所述转换器的所述反馈环的补偿值是基于所述理想LCL滤波器模型来导出。9.根据权利要求1所述的部件，其中，从电流参考信号中减去所述理想LCL模型的输出以形成对所述转换器的所述反馈环的反馈补偿的输入。10.根据权利要求1所述的部件，其中，对所述开关整流器的输入是直流(“DC”)源并且所述转换器和所述LCL滤波器生成交流(“AC”)电流和电压。11.根据权利要求1所述的部件，其中，所述开关整流器是包括集成电路开关的全桥整流器，并且其中，所述转换器是双向的。12.根据权利要求1所述的部件，其中，所述转换器为单相或三相，并且所述转换器的每一相包括其中所述转换器是三相转换器的LCL滤波器。
13.一种方法，包括：从转换器的反馈环的输出中减去自适应估计器的输出以形成初步电压控制信号，所述转换器包括开关整流器和电感器
‑
电容器

【专利技术属性】
技术研发人员：张振栋，罗布，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：