一种母线电压补偿方法、电子设备及其系统技术方案

本发明专利技术实施方式公开了一种母线电压补偿方法、电子设备及其系统。该方法包括：根据母线电压，正半母线电压和负半母线电压计算电压指令的正半波补偿系数和负半波补偿系数：对正半波补偿系数和负半波补偿系数进行滤波和限幅：计算获得三相电压指令；根据滤波和限幅后的正半波补偿系数和滤波和限幅后的负半波补偿系数，获得补偿后的三相电压指令；对补偿后的三相电压指令进行脉冲宽带调制，获得三相脉宽调制波；根据三相脉宽调制波获得三相桥臂的导通占空比。通过上述方式，本发明专利技术实施方式能够根据母线中点电位波动对逆变器的开关器件导通占空比进行补偿，在母线中点电位波动幅度较大时，仍可抑制逆变器输出电流的畸变。仍可抑制逆变器输出电流的畸变。仍可抑制逆变器输出电流的畸变。

【技术实现步骤摘要】
一种母线电压补偿方法、电子设备及其系统


[0001]本专利技术实施方式涉及逆变器领域，特别是涉及一种母线电压补偿方法、电子设备及其系统。

技术介绍

[0002]T型三电平逆变器具有诸多优点：耐压等级高、dV/dt小，功率器件开关纹波小等，被广泛的应用于光伏发电领域。但是T型三电平拓扑也存在母线中点电位波动的问题。母线中点电位的波动，将导致逆变器输出电流畸变，对电能质量造成不利影响。另外在实际应用中，直流母线电容的寿命是短板，产品的使用寿命取决于直流母线的寿命。相同体积的电解电容比薄膜电容具有更高的容值，但是使用寿命远低于薄膜容。综合考虑使用寿命和功率密度，母线采用薄膜电容且容值较小。电容容值的减少进一步加剧了母线中点电位波动幅度，输出电流畸变问题被进一步放大。
[0003]为了解决中点电位波动导致电流畸变的问题，通常从抑制母线中点电位波动入手，分别采用硬件和软件的方法，来降低母线中点波动幅度。但是，硬件的方法需要附加额外的电路，增加了成本和体积。而软件的方法本质是通过合理选择冗余矢量或者注入零序电压的方法来实现，无法适用DPWM等调制模式。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案：提供一种母线电压补偿方法，应用于三相逆变器，所述方法包括：根据母线电压，正半母线电压和负半母线电压计算正半波补偿系数和负半波补偿系数：对所述正半波补偿系数和所述负半波补偿系数进行滤波和限幅：通过矢量控制，获得U相电压指令、V相电压指令和W相电压指令；根据滤波和限幅后的正半波补偿系数和滤波和限幅后的负半波补偿系数，分别对所述U相电压指令、所述V相电压指令和所述W相电压指令区分正半波和负半波进行补偿计算，获得补偿后的U相电压指令、补偿后的V相电压指令和补偿后的W相电压指令；分别对所述补偿后的U相电压指令、所述补偿后的V相电压指令和所述补偿后的W相电压指令进行脉冲宽带调制，获得U相脉宽调制波、V相脉宽调制波和W相脉宽调制波；根据所述U相脉宽调制波、所述V相脉宽调制波和所述W相脉宽调制波获得U相桥臂、V相桥臂和W相桥臂的导通占空比。
[0005]在一些实施例中，所述根据母线电压，正半母线电压和负半母线电压计算正半波补偿系数和负半波补偿系数，包括：获取所述母线电压，所述正半母线电压和所述负半母线电压；根据如下公式计算所述正半波补偿系数：，其中，为所述正半波补偿系数， 为所述母线电压，为所述正半母线电压；根据如下公式计算所述负半波补偿系数：
，其中，为所述负半波补偿系数， 为所述负半母线电压。
[0006]在一些实施例中，所述对所述正半波补偿系数和所述负半波补偿系数进行滤波和限幅，包括：根据如下滤波器传递函数对所述正半波补偿系数进行滤波：，其中，为滤波器截止频率，s为拉普拉斯变换的复频率；根据所述滤波器传递函数对所述负半波补偿系数进行滤波；再分别对滤波后的正半波补偿系数和滤波后的负半波补偿系数进行限幅。
[0007]在一些实施例中，所述计算获得U相电压指令、V相电压指令和W相电压指令，包括：获取所述三相逆变器的U相电流、V相电流和W相电流；根据所述U相电流、所述V相电流和所述W相电流，通过Clark变换，Park变换得到旋转坐标系下的D轴电流和Q轴电流，再通过矢量控制得到D轴上的控制电压和Q轴上的控制电压，再分别经过Park逆变换和Clark逆变换计算获得U相电压指令、V相电压指令和W相电压指令。
[0008]在一些实施例中，所述分别对所述U相电压指令、所述V相电压指令和所述W相电压指令区分正半波和负半波进行补偿计算，包括：根据如下公式对所述U相电压指令区分正半波和负半波进行补偿计算：，其中，为所述补偿后的U相电压指令，为所述U相电压指令，为滤波和限幅后的正半波补偿系数，为滤波和限幅后的负半波补偿系数；根据如下公式对所述V相电压指令区分正半波和负半波进行补偿计算： ，其中，为所述补偿后的V相电压指令，为所述V相电压指令；根据如下公式对所述W相电压指令区分正半波和负半波进行补偿计算： ，其中，为所述补偿后的W相电压指令，为所述W相电压指令。
[0009]在一些实施例中，所述分别对所述补偿后的U相电压指令、所述补偿后的V相电压指令和所述补偿后的W相电压指令进行脉冲宽带调制，包括：分别对所述补偿后的U相电压指令、所述补偿后的V相电压指令和所述补偿后的W相电压指令进行不连续脉冲宽带调制；或分别对所述补偿后的U相电压指令、所述补偿后的V相电压指令和所述补偿后的W相电压指令进行正弦脉冲宽带调制；或分别对所述补偿后的U相电压指令、所述补偿后的V相电压指令和所述补偿后的W相电压指令进行空间矢量脉冲宽带调制。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的一种母线电压补偿方法。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，可使得所述一个或多个处理器执行如上所述的一种母线电压补偿方法。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种母线电压补偿系统，所述系统包括：三相逆变器，用于将直流母线电压变换为交流电输出；采样设备，用于采集所述三相逆变器的母线电压，正半母线电压、负半母线电压、U相电压、V相电压、W相电压、U相电流、V相电流和W相电流；如上所述的一种电子设备，用于执行如上所述的一种母线电压补偿方法，所述电子设备连接至所述采样设备。
[0013]在一些实施例中，所述三相逆变器的拓扑包括：T型三电平拓扑、I型三电平拓扑和二极管钳位型三电平拓扑。
[0014]本专利技术实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施方式能够根据母线中点电位波动对逆变器导通占空比进行补偿，在母线中点电位波动幅度较大时，仍然可以抑制逆变器输出电流的畸变，适用于DPWM、SPWM和SVPWM等调制模式。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例的应用环境的示意图；图2是本专利技术实施方式提供的一种母线电压补偿方法的流程示意图；图3是T型三电平逆变器主电路的电路结构图；图4是本专利技术实施方式提供的补偿前光伏逆变器的输出电流的波形图；图5是本专利技术实施方式提供的补偿后光伏逆变器的输出电流的波形图；图6是本专利技术实施方式提供的补偿前光伏逆变器的输出电流的数据图表；图7是本专利技术实施方式提供的补偿后光伏逆变器的输出电流的数据图表；图8是本专利技术实施方式提供的一种电子设备的结构示意图；图9是本专利技术实施方式提供的一种母线电压补偿系统的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种母线电压补偿方法，应用于三相逆变器，其特征在于，包括：根据母线电压，正半母线电压和负半母线电压计算正半波补偿系数和负半波补偿系数：对所述正半波补偿系数和所述负半波补偿系数进行滤波和限幅：通过矢量控制，获得U相电压指令、V相电压指令和W相电压指令；根据滤波和限幅后的正半波补偿系数和滤波和限幅后的负半波补偿系数，分别对所述U相电压指令、所述V相电压指令和所述W相电压指令区分正半波和负半波进行补偿计算，获得补偿后的U相电压指令、补偿后的V相电压指令和补偿后的W相电压指令；分别对所述补偿后的U相电压指令、所述补偿后的V相电压指令和所述补偿后的W相电压指令进行脉冲宽带调制，获得U相脉宽调制波、V相脉宽调制波和W相脉宽调制波；根据所述U相脉宽调制波、所述V相脉宽调制波和所述W相脉宽调制波获得U相桥臂、V相桥臂和W相桥臂的导通占空比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据母线电压，正半母线电压和负半母线电压计算正半波补偿系数和负半波补偿系数，包括：获取所述母线电压，所述正半母线电压和所述负半母线电压；根据如下公式计算所述正半波补偿系数：，其中，为所述正半波补偿系数， 为所述母线电压，为所述正半母线电压；根据如下公式计算所述负半波补偿系数：，其中，为所述负半波补偿系数， 为所述负半母线电压。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述正半波补偿系数和所述负半波补偿系数进行滤波和限幅，包括：根据如下滤波器传递函数对所述正半波补偿系数进行滤波：，其中，为滤波器截止频率，s为拉普拉斯变换的复频率；根据所述滤波器传递函数对所述负半波补偿系数进行滤波；再分别对滤波后的正半波补偿系数和滤波后的负半波补偿系数进行限幅。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算获得U相电压指令、V相电压指令和W相电压指令，包括：获取所述三相逆变器的U相电流、V相电流和W相电流；根据所述U相电流、所述V相电流和所述W相电流，通过Clark变换，Park变换得到旋转坐标系下的D轴电流和Q轴电流，再通过矢量控制得到D轴上的控制电压和Q轴上的控制电压，
再分别经过Park逆变换和Clark逆变换计算获得U相电压指令、V相电压指令和W相电压指令。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别对所述U相电压指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗方利，王涛，龙涛，刘江波，
申请(专利权)人：深圳市首航新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：