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专利号: 2021104634627
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应频率耦合振荡抑制装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)光伏为主电路的能量源,通过主电路逆变器之后得到三相交流电,三相交流电经过主电路滤波电感Li和电网电感Lg后汇入电网ugabc;

2)主电路直流电压环检测直流电容Cdc两端电压得到直流侧电压Udc,与直流电压基准值Udc0相减后经过直流电压环PI控制器Gv(s)得到主电路电流环d轴电流的基准值id0。其中,Gv(s)的表达式为:

3)主电路锁相环通过对电网电压ugabc的Park变换得到电网电压d轴分量ud和电网电压q轴分量uq,电网电压q轴分量uq通过锁相环PI控制器GPLL(s)得到电网电压的角度θPLL。其中,GPLL(s)的表达式为:

4)主电路电流环检测经过电网电感Lg的电网电流igabc,将其进行Park变换得到电网电流d轴分量id和电网电流q轴分量iq,其中,d轴电流的基准值id0与电网电流d轴分量id相减之后经过PI控制器Gdi(s)得到信号Ad,再与电网电流q轴分量iq乘以解耦系数Qj的值进行相减得到逆变器驱动电压的d轴分量uid;q轴电流的基准值iq0与电网电流q轴分量iq相减之后经过PI控制器Gqi(s)得到信号Aq,再与电网电流d轴分量id乘以解耦系数Qj的值进行相加得到逆变器驱动电压的q轴分量uiq。将uid和uiq进行Park反变换得到主电路逆变器的驱动电压uiabc,驱动电压uiabc再与三角载波比较得到主电路逆变器的调制信号。其中,Gdi(s)和Gqi(s)的表达式为

5)抑制装置检测环检测电网电流igabc,将其分别与三相正弦信号sabc和三相余弦信号cabc相乘,分别经过低通滤波器后得到六个信号P11、P12、P21、P22、P31、P32。其中,iga×sa+igb×sb+igc×sc后经过低通滤波器得到P11,iga×sa+igb×sc+igc×sb后经过低通滤波器得到P12,iga×ca+igb×cb+igc×cc后经过低通滤波器得到P21,iga×ca+igb×cc+igc×cb后经过低通滤波器得到P22,iga×sa+igb×sa+igc×sa后经过低通滤波器得到P31,iga×ca+igb×ca+igc×ca后经过低通滤波器得到P32。P11与P21经过不同的数学运算分别得到ia1、ib1、ic1,其运算过程分别为:

P12与P22经过不同的数学运算分别得到ia2、ib2、ic2,其运算过程分别为:

P31与P32经过数学运算得到ia3、ib3、ic3,其运算过程分别为: 于是可以得到三个相位的电网基准电流ig0abc:ig0a=ia1+ia2+ia3、ig0b=ib1+ib2+ib3、ig0c=ic1+ic2+ic3;

6)抑制装置控制环检测由主电路逆变器产生的,经过主电路滤波电感的电流iiabc,并将其与电网基准电流ig0abc相减,得到由主电路逆变器产生的谐波电流ihabc;接着检测由自身产生的抑制电流isabc,将其与谐波电流ihabc相减,所得到的信号经过抑制装置控制环的PI控制器Si(s)得到抑制装置的驱动电压usabc,驱动电压usabc再与三角载波比较得到抑制装置的调制信号,抑制装置在调制信号的作用下产生电流,经过抑制装置滤波电感后成为抑制电流isabc。其中,Si(s)的表达式为

7)在引入抑制装置后,电网电流igabc=iiabc+isabc,在抑制装置产生的抑制电流isabc的作用下,电网电流igabc的畸变率相比于主电路逆变器产生电流iiabc得到了降低,改善了电网的电能质量。

2.根据权利要求1所述的自适应频率耦合振荡抑制装置的控制方法,其特征在于,步骤

2)中,直流电压环PI控制器Gv(s)的表达式为: kpv是PI控制器的比例系数,其取值范围为0.5≤kpv≤5;kiv是PI控制器的积分系数,其取值范围为50≤kiv≤250。

3.根据权利要求1所述的自适应频率耦合振荡抑制装置的控制方法,其特征在于,步骤

3)中,锁相环PI控制器GPLL(s)的表达式为: kpPLL是PI控制器的比例系数,其取值范围为0.1≤kpPLL≤20;kiPLL是PI控制器的积分系数,其取值范围为400≤kiPLL≤

1600。

4.根据权利要求1所述的自适应频率耦合振荡抑制装置的控制方法,其特征在于,步骤

4)中,主电路电流环PI控制器Gdi(s)和Gqi(s)的表达式为: kpi是PI控制器的比例系数,其取值范围为0.01≤kpi≤15;kii是PI控制器的积分系数,其取值范围为

75≤kii≤1300。

5.根据权利要求1所述的自适应频率耦合振荡抑制装置的控制方法,其特征在于,步骤

6)中,抑制装置控制环的PI控制器Si(s)的表达式为: kps是PI控制器的比例系数,其取值范围为0.3≤kps≤25;kis是PI控制器的积分系数,其取值范围为20≤kis≤900。