一种三相半桥式整流器的参数辨识方法与流程

本发明涉及参数辨识，尤其涉及一种三相半桥式整流器的参数辨识方法。

背景技术：

1、整流器作为电气设备与电网的接口，是大多数电力电子设备中不可或缺的电气环节。相比于传统相控等整流器，三相电压型pwm整流器、维也纳整流器等具有网侧谐波含量低、功率因数高的特点。其中，pwm整流器的开关管个数少，电路拓扑简单，维也纳整流器开关管承受的电压应力低，经济性好，都适于工程应用。

2、目前的维也纳整流器和pwm整流器的控制策略均需要网侧电感参数，而整流器接入陌生参数的交流侧三相电感以及直流侧电容和负载后，首先运行在不控整流阶段，电感参数未知，使得电流内环和电压外环的控制参数空缺，无法启动pwm整流。

3、因此，亟需一种整流器的参数辨识方法，以解决整流器在不控整流阶段参数未知、无法满足整流器控制策略参数需求的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种三相半桥式整流器的参数辨识方法，用以解决现有整流器在不控整流阶段参数未知、无法满足整流器控制策略参数需求的问题。

2、本发明实施例提供了一种三相半桥式整流器的参数辨识方法，包括以下步骤：

3、获取三相半桥式整流器运行在不控整流阶段的三相瞬时网侧电压，根据三相瞬时网侧电压确定电流回路，进而确定待采样电压、电流；

4、基于设定的采样周期对待采样电压、电流进行采样，并对采样数据进行数据预处理，得到预处理后的采样数据；

5、基于预处理后的采样数据，采用卡尔曼滤波法进行电感参数辨识，得到电感参数辨识结果；

6、循环执行上述步骤依次得到各电感参数辨识结果，直至电感参数辨识结果稳定，将此时电感参数辨识结果作为电感参数。

7、进一步地，所述待采样电压、电流包括直流侧电压，构成电流回路的p相上桥臂二极管和q相下桥臂二极管的交流侧p相电压、电流以及q相电压；通过下述卡尔曼滤波形式进行电感参数辨识：

8、

9、式中，ep(k)、ip(k)分别表示第k个采样点的交流侧p相电压和电流，eq(k)表示第k个采样点的交流侧q相电压，udc(k)表示第k个采样点的直流侧电压；l表示待辨识电感；tss表示采样周期；w(k-1)表示第k-1个采样点的模型干扰；v(k)表示第k个采样点的测量干扰。

10、进一步地，通过下述方式进行数据预处理，得到预处理后的采样数据：

11、若为电压采样数据，则依次根据下述方式对各采样点数据进行判断更新，得到预处理后的电压采样数据：

12、若当前电压采样点数据与上一采样点数据的差值的绝对值大于设定的差值最大值，则将当前电压采样点数据更新为上一采样点数据；否则，当前采样点数据不更新；

13、若为电流采样数据，则剔除采样数据中的离群点后，采用五点三次滤波进行处理，得到预处理后的电流采样数据。

14、进一步地，所述差值最大值m表示为：

15、

16、式中，ω表示电网电压角频率，tss表示采样周期。

17、进一步地，所述电感参数辨识结果稳定为满足电感参数辨识结果波动值小于等于设定的波动阈值；其中，电感参数辨识结果波动值lf表示为：

18、

19、式中，l表示当前电感参数辨识结果，l′表示上一电感参数辨识结果。

20、进一步地，所述根据三相瞬时网侧电压确定电流回路，具体为：

21、电流回路由三相瞬时网侧电压中绝对值大的两相导通构成，其中，瞬时网侧电压大于0的对应相的上桥臂二极管导通，瞬时网侧电压小于0的对应相的下桥臂二极管导通。

22、进一步地，通过下述方式确定待采样电压、电流：

23、若电流回路为a相上桥臂二极管、c相下桥臂二极管导通构成的闭合回路，则待采样电压、电流为交流侧a相电压、交流侧c相电压以及直流侧电压以及交流侧a相电流；

24、若电流回路为a相上桥臂二极管、b相下桥臂二极管导通构成的闭合回路，则待采样电压、电流为交流侧a相电压、交流侧b相电压以及直流侧电压以及交流侧a相电流；

25、若电流回路为b相上桥臂二极管、a相下桥臂二极管导通构成的闭合回路，则待采样电压、电流为交流侧b相电压、交流侧a相电压以及直流侧电压以及交流侧b相电流；

26、若电流回路为b相上桥臂二极管、c相下桥臂二极管导通构成的闭合回路，则待采样电压、电流为交流侧b相电压、交流侧c相电压以及直流侧电压以及交流侧b相电流；

27、若电流回路为c相上桥臂二极管、a相下桥臂二极管导通构成的闭合回路，则待采样电压、电流为交流侧c相电压、交流侧a相电压以及直流侧电压以及交流侧c相电流；

28、若电流回路为c相上桥臂二极管、b相下桥臂二极管导通构成的闭合回路，则待采样电压、电流为交流侧c相电压、交流侧b相电压以及直流侧电压以及交流侧c相电流。

29、进一步地，基于设定的采样周期对待采样电压、电流进行采样，采样数据的数据量大于预设数据量后，再进行数据预处理。

30、进一步地，还包括电容参数辨识；包括：

31、基于设定的采样周期对三相瞬时网侧电压、电流以及直流侧电压进行采样，并进行数据预处理，得到预处理后的采样数据；

32、获取直流侧负载，并基于预处理后的采样数据，得到电容电流；

33、根据电容电流和电容辨识方程，基于最小二乘法，得到电容参数辨识结果；

34、循环执行上述步骤依次得到各电容参数辨识结果，直至电容参数辨识结果稳定，将此时电容参数辨识结果作为电容参数。

35、进一步地，所述电容电流表示为：

36、

37、所述电容辨识方程表示为：

38、

39、式中，icc(k)表示第k个采样点的电容电流，c表示待辨识电容参数；ea(k)、eb(k)、ec(k)分别表示第k个采样点的交流侧a、b、c相电压，ia(k)、ib(k)、ic(k)分别表示第k个采样点的交流侧a、b、c相电流，udc(k)表示第k个采样点的直流侧电流；udc(k+1)表示第k+1个采样点的直流侧电压；r表示直流侧负载，tss表示采样周期。

40、与现有技术相比，本发明可实现如下有益效果：

41、本发明提供的一种三相半桥式整流器的参数辨识方法，通过采集整流器不控整流阶段的三相瞬时网侧电压确定待采样电压、电流进行数据采样，并且对采样数据进行预处理提高数据可靠性，再根据卡尔曼滤波进行电感参数辨识，并且还对得到的电感参数辨识结果进行稳定性判断，将稳定后的电感参数辨识结果作为电感参数，在整流器的不控整流阶段完成电感参数的辨识，解决了整流器控制策略参数需求；还通过数据类型的不同进行不同的数据预处理过程，使得预处理后的数据更加准确可靠；还通过对交流侧和直流侧数据采样，进行数据预处理后，基于最小二乘法进行电容参数辨识，进一步解决整流器的不控整流阶段参数的辨识。

42、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。