基于零序電流無差拍控制的多變流器并聯系統的環流抑制方法技術方案

基于零序電流無差拍控制的多變流器并聯系統的環流抑制方法，屬于變流器并聯系統的控制技術領域。它解決了多變流器并聯系統中，多個變流器給定電流不同及交流側濾波電感不同時，環流抑制動態響應慢的問題。它提出了一種虛擬模塊的概念，即在處理N個變流器并聯的系統的環流時，將其中N-1個并聯的變流器視為一個虛擬模塊，并在離散的零序電流數學模型的基礎上，引入了涉及多個變流器SVPWM中零矢量及非零矢量占空比，和交流側濾波電感的零序電流無差拍控制，具有較高的動態響應速度，不考慮直流母線電壓容量，系統零序電流將在下個采樣周期前達到給定值0。本發明專利技術適用于對多變流器并聯系統的環流抑制。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于變流器并聯系統的控制

技術介紹
三相電壓型PWM變流器因其諧波低，效率高且功率因數可調而被廣泛應用。PWM變流器作為并網逆變器應用于分布式發電系統中時，為了增加系統的容量，通常將多個變流器并聯。通過功率模塊并聯，系統的功率等級、可靠性、經濟性和效率都得到很大提高。然而，模塊并聯由于存在零序環流通路，當模塊間的硬件參數和控制效果不同時，模塊間會產生環流。環流會使并網電流發生畸變，增加系統損耗，降低系統效率，故在設計系統控制器時需考慮抑制環流。目前常用的環流抑制方法主要有以下幾種隔離，包括變流器采用獨立的直流電源，交流側使用隔離變壓器等方法。這種方法操作簡單方便而且能夠完全消除環流，但額外增加的硬件會增加系統的體積和成本。高阻抗，使用相間電抗器來提供高相間阻抗。然而，電抗器只能在中、高頻時有效，并不能抑制低頻環流。交錯斷續空間矢量調制，這種方法可以有效地降低系統輸出電流的THD，但會增加開關元件的開關頻率。PI控制，這種方法易于實現，在各并聯變流器的給定電流相等時控制效果較好，但并不適用于變流器給定電流不同及并網電抗不同時的情況，而且由于這種方法無法抑制本控制周期即將產生的環流，故動態響應較慢。
技術實現思路
本專利技術是為了解決多變流器并聯系統中，多個變流器給定電流不同及交流側濾波電感不同時，環流抑制動態響應慢的問題，提供了一種。本專利技術所述，所述變流器為N個，N為大于3的自然數，N個變流器共交流母線且共直流母線，所述環流抑制方法包括以下步驟步驟一使第I個變流器的零矢量修正值yi = 0，然后對第2個變流器的零序電流iz2進行采樣；步驟二 根據設定的采樣周期、直流母線電壓及前兩個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數P2,根據比例系數P2對采樣獲得的第2個變流器的零序電流iz2與第2個變流器的給定零序電流iz2—進行比例調節，同時將第I個變流器和第2個變流器的空間矢量脈寬調制的非零矢量占空比的差值除以12，獲得第2個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數P2與第2個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第2個變流器的零矢量修正值J2;步驟三利用第2個變流器的零矢量修正值y2對第2個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對第I和第2個變流器間的環流抑制；步驟四將第I和第2個變流器共同作為一個虛擬的變送器，對第3個變流器的零序電流iz3進行采樣；步驟五根據設定的采樣周期、直流母線電壓及前三個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數P3,根據比例系數P3對采樣獲得的第3個變流器的零序電流iz3與第3個變流器的給定零序電流iz3—進行比例調節，同時根據第I個變流器和第2個變流器各自的交流側電感值、零矢量修正值、及前兩個變流器各自的非零矢量占空比與第3個變流器的非零矢量占空比的差值，獲得第3個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數P3與第3個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第3個變流器的零矢量的修正值y3 ； 步驟六利用第3個變流器的零矢量的修正值y3對第3個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對所述虛擬的變送器和第3個變流器的環流抑制；步驟七采用步驟四、步驟五及步驟六的方法，依次對順序并聯的變流器進行環流抑制；當控制第N個變流器與前N-1個變流器間的環流時，將前N-1個并聯的變流器視為一個虛擬的變流器，對第N個變流器的零序電流izN進行采樣；步驟八根據設定的采樣周期、直流母線電壓及N個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數Pn，根據比例系數Pn對采樣獲得的第N個變流器的零序電流izN和第N個變流器的給定零序電流izN—μ進行比例調節，同時根據前N-1個變流器各自的交流側電感值、零矢量修正值、及前N-1個變流器各自的非零矢量占空比與第N個變流器的非零矢量占空比的差值，獲得第N個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數Pn與第N個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第N個變流器的零矢量的修正值yN ；步驟九利用第N個變流器的零矢量的修正值yN對第N個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對由前N-1個并聯的變流器形成的虛擬的變流器和第N個變流器的環流抑制。所述第i個變流器的零序電流izi為izi = iai+ibi+ici，i = 1，2，N,上式中iai為第i個變流器的a相電流，ibi為第i個變流器的b相電流，ici為第i個變流器的c相電流。所述第j個變流器的零矢量的修正值yj為 [W、⑷κ· 士吉手y. (k) =--；~----—-^-—---J J \ /1-l II · vdc W ■ Στ-Στ-/=1 i /=1 i上式中j = 2，3，···, N,式中X(k)表示在kT時刻相應的X的采樣值，Li為第i個變流器交流側濾波電感值，T為控制周期，Vd。為直流母線電壓，Yi為第i個變流器的零矢量的修正值，Adij為第i個變流器與第j個變流器的空間矢量脈寬調制的非零矢量占空比的差值，Adij=-C^d2Jdlj-Cl2j, Clli為第i個變流器的第一個非零矢量的占空比，d2i為第i個變流器的第二個非零矢量的占空比，Cllj為第j個變流器的第一個非零矢量的占空比，d2j為第j個變流器的第二個非零矢量的占空比為第j個變流器交流側濾波電感值，Izj ref為第j個變流器的給定零序電流； 第j個變流器的零矢量的修正值Yj的表達式中權利要求1.一種，其特征在于， 所述變流器為N個，N為大于3的自然數，N個變流器共交流母線且共直流母線，所述環流抑制方法包括以下步驟步驟一使第I個變流器的零矢量修正值= 0，然后對第2個變流器的零序電流iz2 進行采樣；步驟二 根據設定的采樣周期、直流母線電壓及前兩個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數P2,根據比例系數P2對采樣獲得的第2個變流器的零序電流iz2與第2個變流器的給定零序電流iz2—μ進行比例調節，同時將第I個變流器和第2個變流器的空間矢量脈寬調制的非零矢量占空比的差值除以12，獲得第2個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數P2與第2個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第2個變流器的零矢量修正值 y2 ；步驟三利用第2個變流器的零矢量修正值y2對第2個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對第I和第2個變流器間的環流抑制；步驟四將第I和第2個變流器共同作為一個虛擬的變送器，對第3個變流器的零序電流iz3進行采樣；步驟五根據設定的采樣周期、直流母線電壓及前三個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數P3,根據比例系數P3對采樣獲得的第3個變流器的零序電流iz3與第3個變流器的給定零序電流iz3—進行比例調節，同時根據第I個變流器和第2個變流器各自的交流側電感值、零矢量修正值、及前兩個變流器各自的非零矢量占空比與第3個變流器的非零矢量占空比的差值，獲得第3個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數P3與第3個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第3個變流器的零矢量的修正值y3 ；步驟六利用第3個變流器的零矢量的修正值y3對第3個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對所述虛擬的變送器和第3個變流器的環流抑制；步驟七采用步驟四、步驟五及步驟六的方法，依次對順序并聯的變流器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于零序電流無差拍控制的多變流器并聯系統的環流抑制方法，其特征在于，所述變流器為N個，N為大于3的自然數，N個變流器共交流母線且共直流母線，所述環流抑制方法包括以下步驟：步驟一：使第1個變流器的零矢量修正值y1＝0，然后對第2個變流器的零序電流iz2進行采樣；步驟二：根據設定的采樣周期、直流母線電壓及前兩個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數P2，根據比例系數P2對采樣獲得的第2個變流器的零序電流iz2與第2個變流器的給定零序電流iz2_ref進行比例調節，同時將第1個變流器和第2個變流器的空間矢量脈寬調制的非零矢量占空比的差值除以12，獲得第2個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數P2與第2個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第2個變流器的零矢量修正值y2；步驟三：利用第2個變流器的零矢量修正值y2對第2個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對第1和第2個變流器間的環流抑制；步驟四：將第1和第2個變流器共同作為一個虛擬的變送器，對第3個變流器的零序電流iz3進行采樣；步驟五：根據設定的采樣周期、直流母線電壓及前三個變流器各自的交流側電感值獲得比例系數P3，根據比例系數P3對采樣獲得的第3個變流器的零序電流iz3與第3個變流器的給定零序電流iz3_ref進行比例調節，同時根據第1個變流器和第2個變流器各自的交流側電感值、零矢量修正值、及前兩個變流器各自的非零矢量占空比與第3個變流器的非零矢量占空比的差值，獲得第3個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數P3與第3個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第3個變流器的零矢量的修正值y3；步驟六：利用第3個變流器的零矢量的修正值y3對第3個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對所述虛擬的變送器和第3個變流器的環流抑制；步驟七：采用步驟四、步驟五及步驟六的方法，依次對順序并聯的變流器進行環流抑制；當控制第N個變流器與前N?1個變流器間的環流時，將前N?1個并聯的變流器視為一個虛擬的變流器，對第N個變流器的零序電流izN進行采樣；步驟八：根據設定的采樣周期、直流母線電壓及N個變流器各自的交流側電感值獲得 比例系數PN，根據比例系數PN對采樣獲得的第N個變流器的零序電流izN和第N個變流器的給定零序電流izN_ref進行比例調節，同時根據前N?1個變流器各自的交流側電感值、零矢量修正值、及前N?1個變流器各自的非零矢量占空比與第N個變流器的非零矢量占空比的差值，獲得第N個變流器的非零矢量的調節量，再將比例系數PN與第N個變流器的非零矢量的調節量作差，獲得第N個變流器的零矢量的修正值yN；步驟九：利用第N個變流器的零矢量的修正值yN對第N個變流器的空間矢量脈寬調制中零矢量的分配進行實時調節，實現對由前N?1個并聯的變流器形成的虛擬的變流器和第N個變流器的環流抑制。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張學廣，張文杰，陳佳明，劉勇，段大坤，馬紅兵，徐殿國，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：