基于电流指令生成的电网不平衡时PWM整流器控制方法

摘要

本发明涉及一种基于电流指令生成的电网不平衡时PWM整流器控制方法，属于电力电子技术领域。在静止坐标系下采样整流器直流侧电压、电网电压和电网电流，根据有功和无功给定，解析计算得到整流器交流侧电流的指令值。然后根据PWM整流器的数学模型，按照下一拍时实际电流值等于指令值的原理，计算得到整流器交流侧指令电压，进一步再利用SVPWM产生控制整流器开关管导通的脉冲信号。本方法完全在静止坐标上实现，无需正负序分量分解和滤波器，实现容易，可以有效抑制整流器的直流输出电压波动，减少网侧电流谐波。

主权项

一种基于电流指令生成的电网不平衡时PWM整流器控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：根据采样电网电压和延迟信号以及初始功率给定，解析计算得到整流器交流侧电流指令值；1.1利用电压和电流传感器采样整流器直流侧电压、电网侧电压和电网电流，电网电压和电流通过3/2变换得到在静止两相坐标上的电压e_α，e_β和电流i_α，i_β；1.2电网侧电压延迟1/4周期后得到其延迟信号e′_α，e′_β，具体表示为$\begin{array}{c}{e}_{\alpha }^{\prime }\left(t\right)=e_{\alpha }(t-\frac{T}{4})\\ e_{\beta }^{\prime }\left(t\right)=e_{\beta }(t-\frac{T}{4})\end{array},$其中T为一个工频周期；1.3给定直流电压与PWM整流器直流侧电压之差经过PI调节器并乘上直流侧电压得到有功功率给定值P^ref；无功功率的给定值Q^ref设为零；1.4利用网侧电压及其延迟信号，结合初始有功和无功功率给定，可以解析计算得到考虑了电网不平衡的整流器交流侧电流指令值和为：$\left[\begin{array}{c}{i}_{\alpha }^{\mathrm{ref}}\\ i_{\beta }^{\mathrm{ref}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\frac{e_{\alpha }^{\prime }}{2\mathrm{\omega L}}(1+\frac{\sqrt{\Delta }}{e_{\alpha }{e}_{\beta }^{\prime }-e_{\beta }{e}_{\alpha }^{\prime }})+\frac{2e_{\beta }^{\prime }{P}^{\mathrm{ref}}}{3(e_{\alpha }{e}_{\beta }^{\prime }-e_{\beta }{e}_{\alpha }^{\prime })}\\ \frac{e_{\beta }^{\prime }}{2\mathrm{\omega L}}(1+\frac{\sqrt{\Delta }}{e_{\alpha }{e}_{\beta }^{\prime }-e_{\beta }{e}_{\alpha }^{\prime }})-\frac{2e_{\alpha }^{\prime }{P}^{\mathrm{ref}}}{3(e_{\alpha }{e}_{\beta }^{\prime }-e_{\beta }{e}_{\alpha }^{\prime })}\end{array}\right]$其中Δ＝(e_αe′_β‑e_βe′_α)²‑(4ωLP^ref/3)²，ω为电网角频率，L为整流器交流侧的每相输入电感；步骤2：根据所述电流指令值和PWM整流器的数学模型，计算得到整流器交流侧指令电压，然后通过SVPWM分解得到开关管的驱动信号；2.1基于PWM整流器的数学模型，根据步骤1得到的整流器交流侧电流指令值，按照下一拍时实际电流值等于指令值的原理计算得到整流器交流侧指令电压值；2.2整流器交流侧指令电压值进一步通过SVPWM分解得到PWM整流器中六个开关管的驱动信号。