本发明专利技术提供了一种变流器多单元并联系统的不均流控制方法，通过延时控制脉冲的下降沿即延时关断来抑制变流器多单元并联时的不均流现象，即当某个变流器的某一相电流较小时，通过延时该相控制脉冲的下降沿来达到增大该相电流的目的；n个三相PWM变流器并联时，只需对其中n-1个三相PWM变流器的相应相进行补偿即可。控制脉冲下降沿的延时时间是关于电流的函数。为了实现在线实时动态补偿效果，首先采取固定延时时间补偿的方法，观察电流的补偿效果，并对补偿时间不断进行修正，从而确定补偿时间与电流的关系曲线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变流器的控制方法，具体地，涉及一种用于电力电子
的变流器多单元并联系统的不均流控制方法。
技术介绍
能源是当今人类面临的重大问题，由于信息技术的飞快发展，电力电子技术是能源变换与信息控制的关键环节。随着电力电子技术在电气节能、新能源发电、电能传输、电气牵引、大型油气输送和智能电网等领域的不断发展，单机容量不断增大，大功率电力电子面临诸多问题与挑战。受到目前电力电子器件制造工艺的限制，单台变流器已无法满足大功率传送的要求，因此变流器并联技术便应运而生。采用变流器并联技术具有可有效提高功率等级，增加系统可靠性和效率，减少成本和电压、电流纹波，且易于模块化设计和系统配置，灵活性更强等优点，在大功率场合有广泛的应用前景。 在单台变流器系统中，由于不存在并联单元之间的控制脉冲不一致性以及阻抗不一致性问题，因此不用考虑不均流问题。但是在变流器多单元并联系统中，当交流侧滤波电抗较小(数十微亨以内)时，很小的控制脉冲差异或阻抗差异就会造成很大的不均流问题。不均流问题会使功率器件承受的电流应力不均衡，造成个别变流器过载，影响其使用寿命，并限制整套系统容量的增加。如图I所示，为一种现有变流器多单元并联系统，由η个三相PWM变流器直接并联而成，它包括直流电压源、直流母线电容器组、η个三相PWM变流器和交流侧输出三相电抗器，直流电压源提供直流侧电压，直流母线电容器组起到滤波和稳压的作用，三相PWM变流器起到传输交流电压的作用，交流侧输出三相电抗器起到滤波和防止母线短路的作用。其中直流电压源的正端与直流母线电容器组的正极性端相连，直流电压源的负端与直流母线电容器组的负极性端相连，直流母线电容器组的正极性端与三相PWM变流器的正直流母线相连，直流母线电容器组的负极性端与三相PWM变流器的负直流母线相连，三相PWM变流器的交流侧输出端与交流侧输出三相电抗器的一端相连，交流侧输出三相电抗器的另一端与三相交流电机的定子相连。η个三相PWM变流器并联，它们的直流侧通过直流母线电容器组并联，它们的交流侧通过交流侧输出三相电抗器的输出端并联。该变流器多单元并联系统的控制器的核心采用数字信号处理芯片DSP和可编程器件FPGA。该系统不均流问题会使功率器件承受的电流应力不均衡。如公开号为CN101521454A的中国专利技术专利申请，该专利技术提出了由预先确定为主机的电源装置对其输出电流进行采样，并接收来自作为从机的其它电源装置的输出电流信号，进行均流处理后获得目标输出电流，并将均流调节信号通过现场总线的广播命令发送给各从机，进而实现并联均流，该方法虽然能够实现并联均流，但由于各并联单元之间存在电压差，同时会产生环流，而且并联单元之间有主从机之分且主从机需要通信，不利于系统冗余性和可靠性设计。又如文献(OllilaJaakko. Parallel connection of inverters:European, 1906518 . 2008-02-04.)提出了采用串行通信的方式来同步各并联单元的调制波计数器，保证变流器各并联单元控制脉冲的一致性，但是该方法无法解决由于阻抗不一致导致的不均流问题，而且该方法含有通信线，使得并联单元之间的距离受到限制，且易受电磁干扰，此外，由于并联单元之间有主从之分，使得系统冗余性不佳。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供，该方法拟合出补偿时间的函数关系曲线，实现在线实时动态补偿，使用灵活方便，可实现对任意并联单元的任意相进行补偿，不需要改变控制系统结构，不需要增加任何硬件。为实现上述目的，本专利技术采用以下了技术方案，该不均流控制方法是通过延时控制脉冲的下降沿(即延时关断)来抑制变流器多单元并联时的不均流现象，即当某个变流器的某一相电流较小时，通过延时该相控制脉冲的下降沿来达到增大该相电流的目的。η个三相PWM变流器并联时，只需对其中η-i个三相PWM变流器的相应相进行补偿即可。控制脉冲下降沿的延时时间是关于电流的函数。为了实现在线实时动态补偿效果，采取固定延时 时间补偿的方法，观察电流的补偿效果，并对补偿时间不断进行修正，从而确定补偿时间与电流的关系曲线。本专利技术所述不均流控制方法的按照如下步骤进行步骤I :信号采集单元采集变流器多单元并联系统交流侧输出三相电抗器的三相电流‘ ibk, ick(k=l,…，η)，控制芯片DSP对所有并联单元的对应相电流进行求和，得到总电流 ia, ib, i。；步骤2 =Clarke坐标变换单元将三相静止坐标系下的三相电流ia，ib, i。变换到两相静止坐标下的电流i α，i e，Park坐标变换单元再将两相静止坐标下的电流i α，i e变换到两相同步旋转坐标系下的电流id，iq ;步骤3 :将d轴电流给定值i/与两相同步旋转坐标系下的电流id输入到d轴电流控制器中，d轴电流控制器产生d轴控制电压Ud，将q轴电流给定值与两相同步旋转坐标系下的电流i,输入到q轴电流控制器中，q轴电流控制器产生q轴控制电压U,；步骤4 =Park逆坐标变换单元将两相同步旋转坐标系下的控制电压Ud，U/变换到两相静止坐标下的控制电压Ua，Ue ；步骤5 :将两相静止坐标下的控制电压Ua ,Ue输入到SVPWM调制单元中，SVPWM调制单元输出三相占空比信息da，db, dc ；步骤6 由两相同步旋转坐标系下的电流id，iq求出电流矢量幅值Im，为抑制电流矢量高频波动对补偿效果造成影响，电流矢量幅值Im经过一个低通滤波器滤波后再输入到补偿时间计算单元中；步骤7 :对补偿时间计算单元输出的补偿时间进行限幅处理；步骤8 :为避免突加较大补偿时间造成瞬间过流故障，将经过限幅处理后的补偿时间进行斜坡给定；步骤9 :将SVPWM调制单元输出三相占空比信息da，db, d。和斜坡给定的补偿时间发送到子控制器的FPGA中，FPGA将三相占空比信息da，db, d。与三角载波进行比较产生PWM控制脉冲，然后FPGA再根据接收到的补偿时间对相应的PWM控制脉冲进行下降沿延时处理，经过下降沿延时处理后的PWM控制脉冲来驱动功率器件的导通与关断，从而达到抑制不均流现象的目的。优选地，所述补偿时间计算单元的输入信号是定子总电流有效值，输出信号是变流器多单元并联系统各并联单元的三相控制脉冲的补偿时间。在补偿时间计算单元中，为了避免电流突变对系统控制造成影响，采用截止频率为IHz的低通滤波器对定子总电流有效值进行滤波处理。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果 I)解决了电机驱动用或并网型变流器多单元并联系统的不均流问题，可实现整套系统的满功率稳定运行，延长了个别并联变流器单元的使用寿命；2)拟合出补偿时间随电流变化的曲线，可实现在线实时动态补偿；3)本专利技术提供的不均流控制方法使用灵活方便，可实现对任意并联单元的任意相进行补偿，不需要改变控制系统结构，不需要增加任何硬件。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显图I为变流器多单元并联系统结构示意图；图2为实施例的风力发电变流器多单元并联系统结构示意图；图3为未加不均流控制时各并联单元的三相电流波形图；图4为拟合出的补偿时间与电流的关系曲线图；图5为加入不均流控制后各并联单元的三相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变流器多单元并联系统的不均流控制方法，其特征在于按照如下步骤进行：步骤1：信号采集单元采集变流器多单元并联系统交流侧输出三相电抗器的三相电流iak,ibk,ick(k=1,…,n)，控制芯片DSP对所有并联单元的对应相电流进行求和，得到总电流ia,ib,ic；步骤2：Clarke坐标变换单元将三相静止坐标系下的三相电流ia,ib,ic变换到两相静止坐标下的电流iα,iβ，Park坐标变换单元再将两相静止坐标下的电流ia,iβ变换到两相同步旋转坐标系下的电流id,iq；步骤3：将d轴电流给定值id*与两相同步旋转坐标系下的电流id输入到d轴电流控制器中，d轴电流控制器产生d轴控制电压Ud，将q轴电流给定值iq*与两相同步旋转坐标系下的电流iq输入到q轴电流控制器中，q轴电流控制器产生q轴控制电压Uq；步骤4：Park逆坐标变换单元将两相同步旋转坐标系下的控制电压Ud,Uq变换到两相静止坐标下的控制电压Uα,Uβ；步骤5：将两相静止坐标下的控制电压Uα,Uβ输入到SVPWM调制单元中，SVPWM调制单元输出三相占空比信息da,db,dc；步骤6：由两相同步旋转坐标系下的电流id,iq求出电流矢量幅值Im；步骤7：对补偿时间计算单元输出的补偿时间进行限幅处理；步骤8：将经过限幅处理后的补偿时间进行斜坡给定；步骤9：将SVPWM调制单元输出三相占空比信息da,db,dc和斜坡给定的补偿 时间发送到子控制器的FPGA中，FPGA将三相占空比信息da,db,dc与三角载波进行比较产生PWM控制脉冲，然后FPGA再根据接收到的补偿时间对相应的PWM控制脉冲进行下降沿延时处理，经过下降沿延时处理后的PWM控制脉冲来驱动功率器件的导通与关断，从而达到抑制不均流现象的目的。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕敬，张建文，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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