一种三相逆变器及其谐波电流抑制方法技术

本公开提供一种三相逆变器及其谐波电流抑制方法，方法包括：获取三相逆变器的交流侧电流和电网侧电压；基于交流侧电流和电网侧电压进行误差电压补偿，得到三相逆变器的交流侧误差参考电压；基于三相逆变器的直流侧电压u

【技术实现步骤摘要】
一种三相逆变器及其谐波电流抑制方法


[0001]本公开涉及电力
，尤其涉及一种三相逆变器及其谐波电流抑制方法。

技术介绍

[0002]三相逆变器可以将直流电流转化为交流电流，以提供至电网。然而，三相逆变器在工作过程中容易产生谐波电流，现有的谐波电流抑制方法通常采用低通滤波器，这种方式不仅增加了三相逆变器的成本和体积，而且受三相逆变器系统的背景谐波影响，易发生谐波放大现象，影响三相逆变器的安全运行，降低了三相逆变器的可靠性和安全性。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本公开的目的在于提出一种三相逆变器及其谐波电流抑制方法。
[0004]基于上述目的，第一方面，本公开提供了一种三相逆变器的谐波电流抑制方法，所述三相逆变器包括逆变单元和滤波单元，所述逆变单元将所述三相逆变器的直流侧电流转换为交流侧电流，所述滤波单元与所述逆变单元连接，并将所述交流侧电流滤波后得到电网侧电流并提供至电网；
[0005]所述方法包括：
[0006]获取所述三相逆变器的交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
；
[0007]基于所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行误差电压补偿，得到所述三相逆变器的交流侧误差参考电压
△
u
*a
、
△
u
*b
和
△
u
*c
；
[0008]基于所述三相逆变器的直流侧电压u
DC
、dq坐标系下所述三相逆变器的交流侧参考电流i
d*
和i
q*
、所述三相逆变器的所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行无源控制，得到所述三相逆变器的交流侧参考电压u
a*
、u
b*
和u
c*
；
[0009]基于所述交流侧误差参考电压
△
u
*a
、
△
u
*b
和
△
u
*c
和所述交流侧参考电压u
a*
、u
b*
和u
c*
得到所述三相逆变器的交流侧目标电压；
[0010]基于所述交流侧目标电压进行PWM调制，得到PWM调制信号以控制所述三相逆变器。
[0011]另一方面，本公开提供了一种三相逆变器，采用根据第一方面所述的方法进行控制。
[0012]从上面所述可以看出，本公开提供的三相逆变器及其谐波电流抑制方法，可以有效抑制特定次谐波电流，诸如5次和7次等低次谐波，从而可以提高滤波器的截止频率，减小三相逆变器的成本和体积，抑制可能发生的低频谐振现象。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附
图获得其他的附图。
[0014]图1为根据本公开实施例的三相逆变器的示意性主电路图。
[0015]图2为根据本公开实施例的三相逆变器的谐波电流抑制方法的示意性原理图。
[0016]图3为根据本公开实施例的三相逆变器的电网侧电流波形对比示意图。
具体实施方式
[0017]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0018]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0019]三相逆变器可以将直流电流转化为交流电流，以提供至电网。然而，三相逆变器在工作过程中容易产生谐波电流，现有的谐波电流抑制方法通常采用低通滤波器，这种方式不仅增加了三相逆变器的成本和体积，而且受三相逆变器系统的背景谐波影响，易发生谐波放大现象，影响三相逆变器的安全运行，降低了三相逆变器的可靠性和安全性。因此，如何有效抑制三相逆变器的低次谐波电流成为了亟需解决的技术问题。
[0020]鉴于此，本公开实施例提供了一种三相逆变器的谐波电流抑制方法，采用无源控制方法对三相逆变器进行控制，此外，采用特定谐波抑制方法，有效抑制诸如5次和7次等低次谐波，从而可以提高滤波器的截止频率，减小三相逆变器的成本和体积，抑制可能发生的谐波放大现象。
[0021]参见图1，图1示出了根据本公开实施例的三相逆变器的示意性主电路图。图1中，三相逆变器100包括直流单元110、逆变单元120和滤波单元130。
[0022]直流单元110，包括直流输入端和直流侧电容C，用于经由直流输入端输入直流电流，并由直流侧电容C进行稳压和滤波得到稳定的直流电流。其中，如图1所示，直流输入端包括第一直流输入端+和第二直流输入端
‑
，直流侧电容C的第一端连接至第一直流输入端+，直流侧电容C的第二端连接至第二直流输入端
‑
。
[0023]逆变单元120，用于将直流单元110输出的稳定的直流电流转换为三相交流电流。该逆变单元120可以包括第一开关单元至第六开关单元，每个开关单元均包括并联连接的开关和二极管。其中，开关可以是可控开关，例如IGBT。图1中，第一开关单元包括第一开关Sa1和并联在该第一开关Sa1的第一端和第二端之间的第一二极管，第二开关单元包括第二开关Sa2和并联在该第二开关Sa2的第一端和第二端之间的第二二极管，第三开关单元包括第三开关Sb1和并联在该第三开关Sb1的第一端和第二端之间的第三二极管，第四开关单元包括第四开关Sb2和并联在该第四开关Sb2的第一端和第二端之间的第四二极管，第五开关单元包括第五开关Sc1和并联在该第五开关Sc1的第一端和第二端之间的第五二极管，第六开关单元包括第六开关Sc2和并联在该第六开关Sc2的第一端和第二端之间的第六二极管。
第一开关单元与第二开关单元连接至第一连接点A，第三开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相逆变器的谐波电流抑制方法，其特征在于，应用于所述三相逆变器的控制系统，其中，所述三相逆变器的控制系统包括所述三相逆变器和控制装置；所述三相逆变器包括逆变单元和滤波单元，所述逆变单元将所述三相逆变器的直流侧电流转换为交流侧电流，所述滤波单元与所述逆变单元连接，并将所述交流侧电流滤波后得到电网侧电流并提供至电网；所述控制装置用于控制所述逆变单元的工作状态；所述方法包括：获取所述三相逆变器的交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
；基于所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行误差电压补偿，得到所述三相逆变器的交流侧误差参考电压
△
u
*a
、
△
u
*b
和
△
u
*c
；基于所述三相逆变器的直流侧电压u
DC
、dq坐标系下所述三相逆变器的交流侧参考电流i
d*
和i
q*
、所述三相逆变器的所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行无源控制，得到所述三相逆变器的交流侧参考电压u
a*
、u
b*
和u
c*
；基于所述交流侧误差参考电压
△
u
*a
、
△
u
*b
和
△
u
*c
和所述交流侧参考电压u
a*
、u
b*
和u
c*
得到所述三相逆变器的交流侧目标电压；基于所述交流侧目标电压进行PWM调制，得到PWM调制信号以控制所述三相逆变器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行误差电压补偿，得到所述三相逆变器的交流侧误差参考电压
△
u
*a
、
△
u
*b
和
△
u
*c
，包括：基于n次变换矩阵M
2(n)
对所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行n次旋转变换和低通滤波，得到dq(n)坐标系下交流侧电流i
d(n)
、i
q(n)
和电网侧电压u
sd(n)
、u
sq(n)
；其中，n为谐波次数，n＝5、7、11
……
；基于所述dq(n)坐标系下交流侧电流i
d(n)
、i
q(n)
和电网侧电压u
sd(n)
、u
sq(n)
，进行比例积分调节，得到dq(n)坐标系下交流侧电压的补偿电压U
*d(n)
、U
*q(n)
；基于所述dq(n)坐标系下交流侧电压的补偿电压U
*d(n)
、U
*q(n)
进行dq(n)坐标反变换，得到abc坐标系下交流侧电压的n次补偿电压的瞬时值
△
u
a
(n)、
△
u
b
(n)和
△
u
c
(n)；叠加所有n次补偿电压的瞬时值
△
u
a
(n)、
△
u
b
(n)和
△
u
c
(n)，得到所述误差参考电压
△
u
*a
、
△
u
*b
和
△
u
*c
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于n次变换矩阵M
2(n)
对所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行n次旋转变换和低通滤波，得到dq(n)坐标系下交流侧电流i
d(n)
、i
q(n)
和电网侧电压u
sd(n)
、u
sq(n)
，包括：基于n次变换矩阵M
2(n)
对所述交流侧电流i
a
、i
b
、i
c
和电网侧电压u
sa
、u
sb
、u
sc
进行n次旋转变换，得到变换后的交流侧电流i
d1(n)
、i
q1(n)
和变换后的电网侧电压u
sd1(n)
、u
sq1(n)
包括：对变换后的交流侧电流i
d1(n)
、i
q1(n)
和变换后的电网侧电压u
sd1(n)
、u
sq1(n)
进行低通滤波，得到dq(n)坐标系下交流侧电流i
d(n)
、i
q(n)
和电网侧电压u
sd(n)
、u
sq(n)
；其中，i
d(n)
、i
q(n)
分别为
三相逆变器在d...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，李建国，张玉江，高宇，张峰，朱葛峻，杨美佳，王凯，吴丰，胡荣远，
申请(专利权)人：北京信息科技大学国核电力规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：