一种调节逆变系统输出电压的控制方法及系统的制作方法_3

文档序号:9473522阅读:来源:国知局
出电压和电流分别为V(](t) =V。sin(cot)和 +釣,则可控制工作于功率自平衡模式的第i个交流源模块的调制波电压 为:
[0085] 推导卿时可令下式成立:
[0087] 将v"(t)和iQ(t)带入式⑴化简可得:
[0089] 经数学推导,式(1)-(2)中的热=66.17329为一个常数,且与输出电流ijt)的相 位#无关(与系统输出功率因数无关)。
[0090] 步骤s204 :为:f〇叠加一个相角Δρ,用来抵消第i个交流源模块本身的有功功耗, 其中,卸为第一预设电压经过第一闭环控制后得到的输出值;
[0091] 则调制波具体为:
[0093] 则见-2货0 - 2Δ妒即为预设范围;
[0094] 可以理解的是,上述步骤S203是在假设第i个交流源模块不消耗有功功率的情况 下进行计算的,在实际应用时,第i个交流源模块是会消耗有功功率的,因此,具体实现时, 可对工作于功率自平衡模式的第i个交流源模块进行不同于其它模块的控制方法,即控制 该模块的直流侧母线电压vd"的平均值为V d"_raf,闭环调节出一个相角叠加在魏上用 于抵消该模块本身的有功损耗,请参照图7所示,图7为本发明提供的一种调节逆变系统输 出电压的控制原理图;这里的G1 (s)为第一闭环控制系统的补偿环节,A免使得%变大,即 第i个交流源模块输出有功功率的时间变短,生成的调制波用于控制功率自平衡模式的交 流源模块。
[0095] 步骤s205 :在⑴进行分段跳变时,对⑴进行斜率限制处理;
[0096] 可以理解的是,在对v"(t)进行分段处理时,v"(t)的非线性会导致调制波分割不 够光滑,输出电流发生轻微畸变,因此实现时在调制波(t)分段处理过程中增加斜率限 制处理,以减小逆变系统输出电流的畸变。
[0097] 具体地,请参照图8所示,图8为本发明提供的另一种第i个交流源模块的功率自 平衡的原理分析示意图。
[0098] 步骤s206 :依据调制波和第一预设电压对第i个交流源模块进行控制,同时依据 预设调制波对除去第i个交流源模块的N-I个交流源模块进行控制,实现了对逆变系统的 控制。
[0099] 在得到调制波(t)后,依据调制波和第一预设电压对第i个交流源模块进行控 制。
[0100] 本发明公开的一种调节逆变系统输出电压的控制方法,能够实现逆变系统的输出 电压的峰值提高V1,保证系统获得更高的输出电压。由于工作于功率自平衡模式的第i个 交流源模块直流电压是受控的,故V1可以取得较大,也即该方法可以使逆变系统的输出电 压的峰值提高V(n-l)之上,使得系统处于电网电压峰值时仍满足调制比,进一步实现了 功率自平衡模式的第i个交流源模块既能支撑总输出电压又可以保证本模块功率自平衡, 提高了逆变系统的效率。
[0101] 实施例三
[0102] 请参照图9,图9为本发明提供的另一种调节逆变系统输出电压的控制方法的过 程的流程图;
[0103] 该方法应用于逆变系统,其中,逆变系统包括N个交流源模块,N不小于2,当第i 个交流源模块处于功率自平衡模式时,I < i < N,包括:
[0104] 步骤S301 :断开第i个交流源模块中的直流源;
[0105] 步骤s302 :控制第i个交流源模块中的DCAC模块的直流侧电压为第一预设电压;
[0106] 这里的步骤s301和步骤s302和实施例二中的步骤s201和步骤s202相同,在此 不再赘述。
[0107] 步骤S303 :依据第二预设电压和N个交流源模块中除去第i个交流源模块的N-I 个交流源模块输出的子电压来生成调制波;其中,调制波具体为:
[0108] vri (t) = -Vri sin (3 ω t), 2k π 3 ω t 2 (k+1) η ;
[0109] 其中,k为整数,V"依据第二预设电压和N-I个交流源模块输出的子电压的差值 来设定;其中,调制波在逆变系统输出的总电压的峰值的预设范围内时使得第i个交流源 模块输出的子电压对总电压进行补偿,以使得逆变系统的输出电压满足第二预设电压,且 调制波使得第i个交流源模块在一个周期内与逆变系统交换的功率为〇 ;
[0110] 本步骤的目的是控制第i个交流源模块向系统注入三次谐波以增加逆变系统的 总调制电压,保证系统输出电压峰值处达到第二预设电压但不至于过调制。
[0111] 本实施例与实施例二的原理相同,不同的是调制波的具体波形不同。
[0112] 具体地,请参照图10所示,图10为本发明提供的另一种第i个交流源模块的功率 自平衡的原理分析示意图。
[0113] 假设除去第i个交流源模块的其余交流源模块的总调制波基波分量为\(t) = t sin(cot),需调整第i个交流源模块的调制波为Vh(t)=-VH sin(3〇t)。同样可以推导 得到如下结论,即不论CMC输出电流i。(t)的相位如何,第i个交流源模块的输出功率的理 论值总为0,因此只需保证与v"(t)同相位即可。
[0114] 步骤s304 :当v"(t)与逆变系统的总调制波\(t)之间的电压瞬时值符号相同时, 为V"设置一个比例系数k",用来抵消第i个交流源模块本身的有功功耗,其中,k"为第一 预设电压经过第二闭环控制后得到的输出值;
[0115] 则调制波具体为:
[0117] 其中,k为整数,V"依据第二预设电压和N-I个交流源模块输出的子电压的差值 来设定;
[0118] 考虑到模块本身的有功消耗,为保证该交流源模块母线电压稳定,需要吸收一定 的有功,可以引入母线电压vd"的闭环调整出一个k"系数,如图11所示,图11为本发明提 供的另一种调节逆变系统输出电压的控制原理图;这里的G2(S)为第二闭环控制系统的补 偿环节,生成的调制波如图12所示,图12为本发明提供的另一种第i个交流源模块的功率 自平衡的原理分析示意图;该调制波用于控制处于功率自平衡模式的第i个交流源模块。 1^用于减小V Jt) >0期间内(t) > = 0部分的值或者增大该期间⑴〈0部分的绝对值; 或者用于增大vjt)〈 = 0期间内(t) > = 0部分的值或者减小该期间(t)〈0部分的绝 对值。上述表述也可描述为用于增大\(t)和v"(t)不同符号期间v"(t)的绝对值,或者 用于减小\(t)和v"(t)相同符号期间v"(t)的绝对值。
[0119] 步骤s305 :依据调制波和第一预设电压对第i个交流源模块进行控制,同时依据 预设调制波对除去第i个交流源模块的N-I个交流源模块进行控制,实现了对逆变系统的 控制。
[0120] 在得到调制波(t)后,依据调制波和第一预设电压对第i个交流源模块进行控 制。
[0121] 本发明公开的一种调节逆变系统输出电压的控制方法,能够实现逆变系统的输出 电压的峰值提高V1,保证系统获得更高的输出电压。由于工作于功率自平衡模式的第i个交 流源模块直流电压是受控的,故V1可以取得较大,也即该方法可以使得逆变系统的输出电 压的峰值提高v(n-l)之上,使得系统处于电网电压峰值时仍满足调制比,进一步实现了 功率自平衡模式的第i个交流源模块既能支撑总输出电压又可以保证本模块功率自平衡, 提高了逆变系统的效率。
[0122] 与上述方法实施例相对应的,本发明还提供了一种调节逆变系统输出电压的控制 系统的结构示意图;
[0123] 该系统应用于逆变系统,其中,逆变系统包括N个交流源模块,N不小于2,当第i 个交流源模块处于功率自平衡模式时,I < i < N,包括:
[0124] 断开单元,用于断开第i个交流源模块中的直流源;
[0125] 控制单元,用于控制第i个交流源模块中的DCAC模块的直流侧电压为第一预设电 压;
[0126] 调制单元,用于生成调制波,其中,调制波在逆变系统输出的总电压的峰值的预设 范围内时使得第i个交流源模块输出的子电压对总电压进行补偿,以使得逆变系统的输出 电压满足第二预设电压,且调制波使得第i个交流源模块在一个周期内与逆变系统交换的 功率为〇 ;<
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