一种h桥三电平有源电力滤波器的控制方法及系统的制作方法_2

文档序号:9352217阅读:来源:国知局
控制IGBT的导通与关断。
[0032] 优选地,所述负载电流谐波检测模块进一步包括:
[0033] 第一检测模块,用于将负载电流ila,4和ii。变换到正序dq轴坐标系下得到/;和 <,变换到负序dq轴坐标系下得到g和其中,ila,4和ii。分别为A相、B相和C相负载 电流;
[0034] 第二检测模块,用于分别由$和鎵得到g和 分别由$和f得到&和将上 一次中断周期内计算得到的G和&进行角度为_2wt的Park变换后,分别与匕和1$作差, 所得结果分别通过低通滤波器得到g和将上一次中断周期内计算得到的g和< 进行 角度为2wt的Park变换后,分别与〇和f作差,所得结果分别通过低通滤波器得到和
[0035] 第三检测模块,用于将正序dq轴坐标系下的g和g变换到abc坐标系下得到正序 基波电流4,$和4,将负序dq轴坐标系下的&和变换到abc坐标系下得到负序基波电 流:和$,由负载电流、正序基波电流和负序基波电流得到谐波电流iha,ih#Pih。分别 为:
[0036]
[0037] 其中,iha,ihjPih。分别为A相、B相和C相谐波电流;
[0038] 第四检测模块,用于将谐波电流iha,ihjPih。变换到正序dq轴坐标系下,得到dq轴坐标系下的电流给定指令4和仏:。:
[0039] 总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效 果:
[0040] 1、在进行直流母线电压相间平衡控制时,通过检测各相直线母线电压与直流母线 平均电压之间的偏差,确定基波负序电流的给定量,是一种双闭环结构,因此系统的鲁棒性 更高。与传统的基于负序电压注入的方法相比,不会影响电流环的性能;与传统的基于零序 电压注入的方法相比,其相间平衡控制的能力更强。
[0041] 2、在进行负载电流谐波检测时,在双dq轴坐标系下分别检测基波正序分量和基 波负序分量,因此谐波检测的精度更高。由于在负序dq轴坐标系下检测了基波负序电流, 因此谐波指令中不会出现基波负序电流分量,从而消除了基波负序电流分量给直流母线电 压相间平衡控制带来的不利影响。
【附图说明】
[0042] 图1是H桥三电平有源电力滤波器的接线示意图;
[0043] 图2是本发明实施例的H桥三电平有源电力滤波器的控制方法流程图;
[0044] 图3是直流母线电压平均电压控制的原理示意图;
[0045] 图4是直流母线电压相间平衡控制的原理示意图;
[0046] 图5是负载电流谐波检测的原理示意图;
[0047] 图6是有功无功电流解耦控制的原理示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0049] 如图1所示,H桥三电平有源电力滤波器的逆变器由三个H桥单相逆变器Y接而 成,通过电感与电网相连。每个H桥单相逆变器由4个反并联二极管的IGBT和电容组成。 其中,电网电压为usa,usb,us。,负载电流为ila,ilb,h。,有源电力滤波器通过检测负载电流中 的谐波电流iha,ihb,ih。,控制逆变器输出与负载谐波电流大小相等的电流ia,ib,i。,使负载 不必向电网索取谐波电流,从而治理了配电网中的谐波问题。
[0050] H桥三电平有源电力滤波器的控制包括:直流母线电压平均电压控制、直流母线 电压相间平衡控制、负载电流谐波检测和有功无功电流解耦控制。如图2所示,本发明实施 例的H桥三电平有源电力滤波器的控制方法包括如下步骤:
[0051] (1)采样电网电压usa,usjPus。,通过锁相环求得电网电压相角wt,其中,usa,usb和 us。分别为A相、B相和C相电网电压。
[0052] (2)直流母线电压平均电压控制:采集三相直流母线电压udcA,udcB和udcC,得到三 相直流母线的平均电J3
将与给定的直流母线电压.求差,得 到Aud。,将Aud。输入PI控制器,得到d轴电流参考指令AP,其中,udrf,和u^分别为A相、B相和C相直流母线电压。整个过程如图3所示。
[0053] (3)直流母线电压相间平衡控制:利用采样得到的三相直流母线电压udcA,udcB和 ud&求得直流电压相间平衡所需基波负序电流分量在正序dq轴坐标系下的值和
[0054] 首先,将采样得到的三相直流母线电压udeA,udeB和udee分别与三相直流母线的平均 电压私办做差,得到Aud(:A,AujPAud(:e,再将Aud(:A,AujPAudrf;变换到a0坐标系下, 得到AUd。。和Au^,将AUd。。和Au^分别输入a轴和0轴的PI调节器,得到APa 和APp。将APa和APp进行角度为2wt的Park变换,得到直流电压相间平衡所需基波 负序电流分量在正序dq轴坐标系下的值/#和^:。整个过程如图4所示。
[0055]角度为2wt的Park变换如公式(1),下面进行的Park变换类似,不再说明。
[0056]
( 1 )
[0057] (4)负载电流谐波检测:检测负载谐波电流,并将其变换到正序dq轴坐标系下。整 个过程如图5所示。
[0058] 进一步包括如下步骤:
[0059](4-1)将负载电流ila,4和ii。变换到正序dq轴坐标系下得到和^,变换到负 序dq轴坐标系下得到G和G,其中,ila,4和ii。分别为A相、B相和C相负载电流。
[0060] (4-2)分别由$和《得到4和<,分别由(和《得到^和
[0061] 将上一次中断周期内计算得到的&和&进行角度为_2wt的Park变换后,分别与 g和f作差,所得结果分别通过低通滤波器(LowPassFilter,LPF)得到0和i; :;将上一次 中断周期内计算得到的G和G进行角度为2wt的Park变换后,分别与巧和。作差,所得结 果分别通过低通滤波器得到$和&。
[0062] (4-3)将正序dq轴坐标系下的和^变换到abc坐标系下得到正序基波电流 和4,将负序dq轴坐标系下的/(丨和/9变换到abc坐标系下得到负序基波电流 和$,由负载电流、正序基波电流和负序基波电流得到谐波电流iha,ihb和ih。,其中,iha,ihb 和ih。分别为A相、B相和C相谐波电流。
[0063]
(2)
[0064] (4-4)将谐波电流iha,^和ih。变换到正序dq轴坐标系下,得到dq轴坐标系下的 电流给定指令U和'_6.
[0065] (5)有功无功电流解耦控制:利用电网电压usa,usb和us。,d轴电流参考指令AP, 基波负序电流分量在正序dq轴坐标系下的值&和以及dq轴坐标系下的电流给定指令 &和^,根据H桥=电平有源电力'滤波I的输出电流UU导到逆7变I的输出电压指 令和<,其中,ia,ib和i。分别为A相、B相和C相输出电流,分别为A相、B相和C相逆变器的输出电压指令。
[0066] 将H桥三电平有源电力滤波器的输出电流ia,ib和i/变换到dq轴坐标系下,得到 id和iq。令
[0067]
(3;
[0068] 将AijPAiq输入电流环的PI调节器,得到u'jPu' q。令
[0069]
(4)
[0070] 其中,w为电网频率,L为并网电感。
[0071] 将得到的叫和uq变换到abc坐标系下后再与电网电压usa,us#us。相加得到单 相逆变器的输出电压指令和<。如图6所示。
[0072] (6)采用单极性PWM调制或者单极倍频调制,根据三相直流母线的电压iw,udcB和 Uw
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