一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法和装置。方法包括：确定一个开关周期内直流电压的平均值、负载电阻和纹波电流；根据这些数值确定稳态电流值。方法进一步包括：设定全控电流型变换器的直流侧输出的初始电流值；根据公式计算中间电流值：判断中间电流值与初始电流值之差的绝对值是否小于截止调节范围；如果绝对值大于截止调节范围，则将中间电流值代替初始电流值，并根据公式计算出新的中间电流值，再判断新的中间电流值与初始电流值之差的绝对值是否小于截止调节范围；如果绝对值小于截止调节范围，则将中间电流值作为稳态电流值。这种确定方法和装置具有迭代计算量较小、误差较小的优点。误差较小的优点。误差较小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法和装置


[0001]本专利技术涉及电气
，具体涉及一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法和装置。

技术介绍

[0002]全控电流型变换器具有电流连续可调节，限制短路电流能力强，交流侧电能质量高和功率因数高的优点，适用于大电流供电和输电的应用场景。
[0003]为了设计主电路的参数和保护整定，需要计算变换器的稳态电气量。全控电流型变换器为多变量非线性系统，需采用微分方程描述电气量关系。一般来说，可以采用牛顿拉夫逊迭代的方法，求解微分方程的解，确定变换器的稳态电气量。但是，该方法存在迭代计算量大，以及收敛依赖初值的不足。
[0004]此外，也可以采用拉普拉斯变换的方法，但是，相关变换均假定交流为正弦波，直流为恒定值。而实际中，受脉冲调制的影响，交流和直流均为叠加了不同谐波的交流量和直流量。这就使得计算结果与实际值误差较大，尤其是在谐波较大的情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法和装置，实现迭代计算量较小、误差较小的全控电流型变换器的稳态电流值确定方法。
[0006]本专利技术技术方案为：
[0007]一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法，包括：
[0008]确定一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、负载电阻R
L
和纹波电流
△
I
dc
；
[0009]根据所述一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、所述负载电阻R
L
和所述纹波电流
△
I
dc
，确定所述稳态电流值。
[0010]所述一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、所述负载电阻R
L
和所述纹波电流
△
I
dc
，确定所述稳态电流值，包括：
[0011]设定所述全控电流型变换器的直流侧输出的初始电流值I
dc
(n)*；
[0012]根据下列公式计算中间电流值：
[0013][0014]式中，I
dc
(n+1)*表示所述中间电流值；
[0015]判断所述中间电流值与所述初始电流值之差的绝对值是否小于截止调节范围；
[0016]如果所述绝对值大于所述截止调节范围，则将所述中间电流值代替所述初始电流值，并根据所述公式计算出新的中间电流值，再判断所述新的中间电流值与所述初始电流值之差的绝对值是否小于所述截止调节范围；
[0017]如果所述绝对值小于所述截止调节范围，则将所述中间电流值作为所述稳态电流值。
[0018]根据下列公式计算所述纹波电流
△
I
dc
：
[0019][0020]所述公式由下列公式在一个开关周期内的积分得到：
[0021][0022]式中，I
dc
表示直流侧的电流值，L
dc
表示直流侧的滤波电感，V
dc
表示直流侧的电压的有效值。
[0023]所述直流侧的电压的有效值V
dc
根据直流侧的电压的瞬时值v
dc
得到，
[0024]所述直流侧的电压的瞬时值v
dc
根据下列公式计算：
[0025]v
dc
＝∑v
ci
*σ
i
，i＝a,b,c
[0026]式中，v
ca
、v
cb
、v
cc
分别表示三相中A相、B相和C相的电容电压，σ
a
、σ
b
、σ
c
分别表示三相中A相、B相和C相的调制函数。
[0027]所述A相的电容电压v
ca
由A相的各次谐波电压分量v
cak
合成得到，所述B相和C相的电容电压v
cb
和v
cc
的计算方式与v
ca
相同，其中，k＝1,2,3,
…
，表示基波和谐波的次数。
[0028]所述的稳态电流值确定方法，其中，分别对各次谐波分量，列写基尔霍夫电压定律KVL方程和基尔霍夫电流定律KCL方程，得到以下两个公式：
[0029][0030][0031]式中，I
mak
表示A相的各次谐波电流分量，V
gak
表示A相的各次谐波电压分量的有效值，L
a
表示A相的电网侧的滤波电感，C
a
表示A相的电网侧的电容，V
Cak
表示A相的电容电压的各次谐波分量，k＝1,2,3,
…
，表示基波或者第k次谐波，ω表示基波的角频率；
[0032]根据所述两个公式计算所述A相的各次谐波电压分量v
cak
。
[0033]根据下列公式计算输出电流I
ma
：
[0034]I
ma
＝σ
a
×
I
dc
(n)*。
[0035]根据下列公式计算A相的调制函数σ
a
：
[0036]σ
a
＝m sin(ωt
‑
θ)
[0037]式中，m表示调制比，表示移相角。
[0038]根据下列两个公式计算所述调制比m和所述移相角
[0039][0040][0041]式中，Q表示设定的所述全控电流型变换器的无功功率参考值。
[0042]一种全控电流型变换器的稳态电流值确定装置，包括：
[0043]第一确定模块，用于确定一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、负载电阻R
L
和纹波电流
△
I
dc
；
[0044]第二确定模块，用于根据所述一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、所述负载电阻R
L
和所述纹波电流
△
I
dc
，确定所述稳态电流值。
[0045]本专利技术的有益效果是：
[0046]本专利技术提出的全控电流型变换器的稳态电流值确定方法和装置，具有迭代计算量小，快速收敛的优点，而且，由于采用了全电流计算，不受谐波的影响。
附图说明
[0047]图1示出本领域中典型的全控电流型变换器的原理示意图；
[0048]图2示出图1所示全控电流型变换器的单相等值电路图；
[0049]图3示出根据本专利技术一实施例的全控电流型变换器的稳态电流值确定方法的流程图；
[0050]图4示出根据本专利技术一实施例的全控电流型变换器的稳态电流值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法，其特征在于：确定一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、负载电阻R
L
和纹波电流
△
I
dc
；根据所述一个开关周期内直流电压的平均值V
dcavg
、所述负载电阻R
L
和所述纹波电流
△
I
dc
确定所述稳态电流值。2.根据权利要求1所述的一种全控电流型变换器的稳态电流值确定方法，其特征在于：所述稳态电流值的确定方法包括：设定所述全控电流型变换器的直流侧输出的初始电流值I
dc
(n)*；根据下列公式计算中间电流值：式中，I
dc
(n+1)*表示所述中间电流值；判断所述中间电流值与所述初始电流值之差的绝对值是否小于截止调节范围；如果所述绝对值大于所述截止调节范围，则将所述中间电流值代替所述初始电流值，并根据所述公式计算出新的中间电流值，再判断所述新的中间电流值与所述初始电流值之差的绝对值是否小于所述截止调节范围；如果所述绝对值小于所述截止调节范围，则将所述中间电流值作为所述稳态电流值。3.根据权利要求2所述的稳态电流值确定方法，其中，根据下列公式计算所述纹波电流
△
I
dc
：所述公式由下列公式在一个开关周期内的积分得到：式中，I
dc
表示直流侧的电流值，L
dc
表示直流侧的滤波电感，V
dc
表示直流侧的电压的有效值。4.根据权利要求3所述的稳态电流值确定方法，其中，所述直流侧的电压的有效值V
dc
根据直流侧的电压的瞬时值v
dc
得到，所述直流侧的电压的瞬时值v
dc
根据下列公式计算：v
dc
＝∑v
ci
*σ
i
，i＝a,b,c式中，v
ca
、v
cb
、v
cc
分别表示三相中A相、B相和C相的电容电压，σ
a
、σ
b
、σ
c
分别表示三相中A相、B相和C相的调制函数。5.根据权利要求4所述的稳态电流值确定方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾华荣，马晓红，杨旗，文屹，许逵，吕黔苏，殷蔚翎，陈沛龙，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：