一种应用于LCL滤波PWM变流器的有源阻尼控制装置

摘要

本发明公开了一种应用于LCL滤波PWM变流器的有源阻尼控制装置，针对有源阻尼控制需要引入额外的传感器做出改进，对电流控制的结构做出创新，设计出一种新型的交流侧电流反馈补偿的基于双比例控制模块和带通滤波器的阻尼控制方式，通过交流侧的电流直接对其控制量做出补偿。该方法首先是一种有源阻尼控制，无需加入阻尼电阻，其次该方法通过交流侧的电流直接做出补偿，从而无需增加额外的传感器，本发明在抑制LCL滤波器引入的谐振问题的基础上，不需要增加实际的阻尼电阻和额外的传感器，使系统的效率和成本都能得到一定的改善。

主权项

一种应用于LCL滤波PWM变流器的有源阻尼控制装置，包括：PLL锁相环模块，用于根据电网侧的电压V_a、V_b、V_c获取相位角θ；abc‑dq坐标变换模块，用于根据得到的相位角θ，将PWM变流器主电路LCL滤波器电网侧的电压V_a、V_b、V_c进行abc‑dq坐标变换，得到dq坐标系下的电压V_d、V_q，将PWM变流器主电路LCL滤波器交流侧电流I_a、I_b、I_c进行abc‑dq坐标变换得到dq坐标系下的电流i_d、i_q；外环控制模块，根据当前电网的调度指令来设定有功功率P^*、无功功率Q^*以及直流侧设定电压根据设定值以及电压V_d、V_q、直流侧电压U_dc计算输出电流内环的给定值PI控制模块，根据电流内环的给定值与电流i_d、i_q的差值进行PI控制，得到控制量U_ind和U_inq；dq‑αβ坐标变换模块以及SVPWM模块；其特征在于，还包括：有源阻尼控制模块，由两组相同的比例控制模块与带通滤波器的串联结构组成，分别对电流i_d、i_q进行比例控制和带通滤波，得到控制补偿量U_cmpd、U_cmpq：$\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{cmpd}}=G_{\mathrm{cmp}}\left(s\right)\times i_d=K\times \frac{\mathrm{as}}{s^2+\mathrm{bs}+c}\times i_d\\ U_{\mathrm{cmpd}}=G_{\mathrm{cmp}}\left(s\right)\times i_q=K\times \frac{\mathrm{as}}{s^2+\mathrm{bs}+c}\times i_q\end{array};$其中，G_cmp(s)为比例控制模块与带通滤波器串联结构的传递函数，K为比例控制模块比例因子，根据实际的稳定裕度选取，为带通滤波器的传递函数，a、b、c是带通滤波器的参数，根据PWM变流器主电路LCL滤波器所引入的谐振频率点的位置来选取；PI控制模块输出的控制量U_ind和U_inq分别减去有源阻尼控制模块输出的控制补偿量得到控制量输入到dq‑αβ坐标变换模块转换为对应αβ坐标系下的控制量SVPWM模块，根据控制量得到对应的开关函数S_a，S_b，S_c，并依此来控制PWM变流器主电路中的三相VSR的各个IGBT的开通关断。