【技术实现步骤摘要】
一种单相
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三相变换器及其综合协调控制方法
[0001]本专利技术涉及电能质量
,具体涉及一种单相
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三相变换器及其综合协调控制方法。
技术介绍
[0002]单相
‑
三相变换器输入侧为整流器,变换器无论在整流或逆变状态,交流侧的电流均可以控制成为与电压同频率的正弦电流,从而使得变换系统具有非常高的功率因数。然而正弦波动的电流和电压会产生两倍频于电网电压频率的脉动功率,该脉动功率会在直流侧产生二次电压纹波。直流侧电压的二次纹波通过电压控制环向输入电流注入三次谐波,向三相逆变输出电压注入三次谐波和单次负序谐波。现有抑制直流侧二次电压波动抑制方法主要有两类,一类是通过改进控制算法,防止二次纹波进入控制环路,抑制网侧低次谐波的产生;一类是通过增加硬件滤波电路,消除直流侧二次纹波,抑制网侧低次谐波的产生。
[0003]然而控制算法在目前的工程应用中很少采用,原因是控制算法不仅存在补偿精度问题,还会不同程度的导致电压环路的带宽变窄,降低控制环路的响应速度。同时,控制算法只能阻止直流侧产生的二次纹波进入控制环路,向前端交流输入侧引入其他次谐波,并不能直接抑制直流侧的二次波动电压,直流侧的二次波动电压依然存在。传统的硬件滤波采用大电容或LC谐振电路体积大、寿命短,影响系统可靠性,降低系统功率密度。有源功率解耦APD(active power decoupling)在滤除二次纹波的同时可以减少电感、电容、系统体积,降低成本并提高功率密度。
[0004]现有的A ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单相
‑
三相变换器,其特征在于,包括在n电平电路单相
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三相变换器的单相整流器和三相逆变器之间设置有个对称半桥解耦电路;所述对称半桥解耦电路包括设置在单相整流器和三相逆变器之间串联的两个支撑电容,两个支撑电容之间设置有滤波电感,且所述滤波电感与三相逆变器连接。2.采用权利要求1所述的单相
‑
三相变换器的综合协调控制方法,其特征在于,包括直流侧二次纹波抑制协调控制策略;所述直流侧二次纹波抑制协调控制策略包括如下具体步骤:S1:采样得到直流电压u
dc
,根据给定直流电压u'
dc
作差计算得到直流电压偏差值Δu
dc
;S2:将直流电压偏差值Δu
dc
输入二倍频带通滤波器,得到直流侧二次纹波电压u
dc2
;S3:通过将直流侧二次纹波电压u
dc2
移相四分之一周期,得到虚构控制变量S4:采集输入电压u
s
,输入电压u
s
通过单相锁相环得到输入侧相位ω
s
t;通过变换矩阵将虚构控制变量和输入侧相位ω
s
t变换计算得到静止坐标系的基本分量i;其中,θ为单相
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三相变换器直流侧两个电容的相位角;为静止坐标系的基本分量i的虚拟正交量;S5:采集电感电流i
f
,根据静止坐标系的基本分量i计算得到电感参考电流i
′
f
=i
×
k
p
,其中,k
p
为系数;通过电感参考电流i'
f
与电感电流i
f
作差得到偏差电感电流Δi
f
;PR控制器根据偏差电感电流Δi
f
设置PR调制波控制消除偏差电感电流Δi
f
;S6:将PR调制波与三相逆变器控制器的第一桥臂调制信号相加作为三相逆变器第一桥臂调制波;根据第一桥臂调制波与三角载波得到PWM波,第一桥臂的开关管根据PWM波对单相
‑
三相变换器内的电容进行控制,补偿二次功率,抑制直流侧二次纹波。3.根据权利要求2所述的单相
‑
三相变换器综合协调控制方法,其特征在于,还包括基于DQ解耦的三相逆变器特征次电压谐波抑制策略;包括如下具体步骤:A1:提取得到三相逆变器的三相电压谐波分量,将三相电压谐波分量坐标转换至自然坐标系并计算得到d轴三相电压二次谐波分量计算公式如下:其中,β
*
为三相逆变器控制d轴的二次谐波分量相角;u
d2*
为三相逆变器控制d轴的二次谐波分量幅值;m为逆变器调制度;U
s
为网侧电压有效值;I
s
为网侧电流有效值;为直流侧
电压稳定值;ω为角频率;C为直流侧支撑电容;α为输出电压相角;φ
o
为...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩鹏程,王国栋,郑鹏,娄颖,武超,李明伟,赵梅花,
申请(专利权)人:洛阳理工学院,
类型:发明
国别省市:
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