【技术实现步骤摘要】
基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统及方法
[0001]本专利技术涉及电力电子系统并网逆变器控制
,具体涉及一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统及方法。
技术介绍
[0002]随着风力发电、光伏发电等新能源发电设备不断接入电网,电力电子器件的利用率逐渐增加,由此带来的谐波干扰越来越为学者所重视。对于低开关频率下工作的工业电力电子系统,非对称优化脉冲模式在稳态条件下采用低开关频率来实现了选择性谐波控制,而由于其在工况变化下,比如有功、无功的调节等等瞬态过程中并不具有优良的动态性能,这是因为在工作点改变或者在不同脉冲模式之间发生过渡时,将会产生较高的谐波失真,极端情况下产生大电流,甚至引起变流器跳闸保护,对整个系统造成威胁。
[0003]具有半波周期奇对称、四分之一周期不对称开关角的三电平非对称优化脉冲模式方法是将2个自由度分配给基波或某一个特定谐波的幅值和相位进行联合控制,比如三电平逆变器控制OPUS(Optimal PulsePatternwithUnsymmetricalSwitchingangles,非对称开关角最佳脉冲方向图)方法控制半波周期内的6个自由度的非对称开关角的情况,即能够分别控制基波和2个特定谐波的幅度和相位。但是该方法不得不求解针对联合控制谐波电压幅度和相位的超越方程方程组来获得开关控制角,以控制三电平全桥逆变器中接通和断开开关的开关角,从而再选择性地控制比如5次和(或)7次谐波,同时也能够控制所需的基波,该方法使得大功率逆变器运行在低于1kHz的开关频率下,同时也能 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于,包括:采样模块,其用于采样逆变器的输出电压,并根据采样得到的输出电压计算出调制度并输出;预测控制模块,其用于根据所述采样模块计算出的调制度,实现对参考磁链矢量的跟踪,从而控制逆变器模块的开断,以向电网注入特定低阶谐波,实现对电网低阶谐波的抵消控制。2.如权利要求1所述的一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于:所述采样模块包括采样单元和计算单元;所述采样单元用于通过电压传感器将采集到的瞬态逆变侧电压传输给计算单元;所述计算单元用于根据所述采样单元传输的电压计算出此时的调制度并输出。3.如权利要求1所述的一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于:所述预测控制模块包括非对称脉冲序列寄存模块、参考磁链模块、实际磁链计算模块、核心处理器模块和脉冲发送模块;所述非对称脉冲序列寄存模块用于根据所述采样模块输出的调制度和预设的脉冲模式自由度,查表得到当前工作点所需的OPUS开关角和开关序列并输出;所述参考磁链模块用于为所要控制的逆变器的输出电压的磁链值提供参考;所述实际磁链计算模块用于通过优化前后的开关时刻,对参考磁链进行运算得到实际磁链值,为磁链修正量的计算提供依据;所述核心处理器模块用于对脉冲模式进行计算,从而优化OPUS开关时刻并传输,使实际磁链在预设时间内跟踪参考磁链,从而消除磁链误差,控制电流谐波,并实现动态响应;所述脉冲发送模块用于根据核心处理器模块输出的优化后开关时刻,计算出预测周期,并在预测周期内将开关时刻以及对应的电平转化为IGBT驱动信号,控制逆变器开断。4.如权利要求3所述的一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于:所述非对称脉冲序列寄存模块包括OPUS离线计算存储单元和时钟单元;所述OPUS离线计算存储单元用于根据所述采样模块输出的调制度以及设定的脉冲模式自由度,以所述非对称脉冲序列寄存模块中时钟单元的时钟信号为指针,查表并提供当前工作点所需的OPUS开关角和开关序列,以用于计算参考磁链,并为求解动态磁链补偿提供原始数据。5.如权利要求4所述的一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于,所述非对称脉冲序列寄存模块还用于:当给出需注入的特定低阶谐波的次数、调制度和相位角时,通过优化方程计算得到含有特定低阶谐波的开关角,以吸收电网中需要消除的对应低阶谐波。6.如权利要求5所述的一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于:所述参考磁链模块包括OPUS积分单元、磁链存储单元和时钟单元;所述OPUS积分模块用于根据所述非对称脉冲序列寄存模块提供的OPUS开关角计算出
不同角度的磁链,将磁链矢量表示在坐标系中得到折线轨迹圆,并将该折线轨迹圆的拐点数据传输给所述磁链存储单元进行保存;所述参考磁链模块中时钟单元用于将时钟信号对应时刻转化为对应角度并以此为指针信号,通过查表确定相邻的两个拐点,采用线性插值法得到此刻的参考磁链。7.如权利要求6所述的一种基于虚拟磁链误差补偿的特定谐波暂态控制系统,其特征在于:所述实际磁链计算模块包括存储模块、开关序列更新模块和实际磁链计算模块;所述存储模块...
【专利技术属性】
技术研发人员:张慧,万保权,何怡刚,陈剑飞,秦亮,王枭,蔚腾辉,靳展翔,李承志,成镇远,黎春阳,朱成卓,查孝娴,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。