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专利号: 2024105557388
申请人: 燕山大学
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:

1.一种高可靠性的变流器控制方法,其特征在于:包含以下步骤:

步骤A、通过坐标变换计算电网电压幅值Vd、电网电流幅值id,通过输出电压外环控制环计算得出电网输入参考功率Pg_ref,计算出电网三相电流参考Iref、桥臂输出电压参考值Vdc_ref,计算桥臂输出电压平均值的参考值Vpn_avg_ref;

步骤B、计算网侧实际功率Pg,电网输入参考功率Pg_ref与实际功率Pg的电网功率误差值Pg_ref‑Pg进入PI控制器后计算得出微调变量Had,并与计算得出的理论上的桥臂输出电压平均值Vpn_avg相加,得出等效桥臂输出电压Vpn_eq,计算虚拟的桥臂输出电压Vpn_virtual,通过Boost电路的占空比公式计算占空比D;

步骤C、通过数据计算后级电容器件的寿命损伤,将两个器件寿命损伤值之间的误差作为参考值,经过PI控制器后生成针对三电平Boost开关管的占空比补偿值;

步骤D、基于瞬时功率法,基于电压外环生成的Pg_ref,除以1.5倍的桥臂输出参考电压计算得出电感电流参考值,作为载波幅值,三相调制波则通过Pg_ref除以1.5倍的电网电压幅值Vd得出;

在步骤B中对实际网侧三相电流和三相电压采样并计算出网侧实际功率Pg,计算与电网输入参考功率Pg_ref的误差,再将误差输入PI控制器进行处理进而计算得出微调变量Had,再计算电网电压幅值的1.5倍1.5Vd与Had相加,得到虚拟的桥臂输出电压Vpn_virtual,再计算

1.5Vd和Vpn_virtual误差,将其输入PI控制器,进而计算出三电平Boost变换器两个开关管的基础占空比D;

在步骤C中通过数据获取直流侧三电平Boost变换器电容的寿命损耗值,并计算三电平Boost变换器中两个高频开关管S7,S8的寿命损耗值差值,并将其与寿命损耗差0作差并经过PI控制器处理得出补偿占空比ΔD;

步骤C具体的计算方式为通过桥臂输出电压平均值的参考值Vpn_avg_ref与虚拟的桥臂输出电压Vpn_virtual作差,得到的误差经过PI控制器处理得出占空比补偿值χS7,χS8,此占空比补偿值需要与高频开关的寿命损耗成反比,最终可得出S7与S8的占空比为:DS7'=DS7+χS7

DS8'=DS8+χS8。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的变流器控制方法,其特征在于:步骤A中通过坐标变换得出电网电压幅值Vd,对三相电压取绝对值后取最大值,再除以坐标变换得出的电网电压幅值Vd:得出单位波动规律的表达式Yurf;计算1.5倍的电网电压幅值1.5Vd,除以Yurf,得出桥臂输出电压平均值的参考值Vpn_avg_ref。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠性的变流器控制方法,其特征在于:电网电压误差为电网电压指令Vd_ref与电网电压幅值Vd的误差值;电网电流误差为电网电流指令id_ref与电网电流幅值id的误差值id_ref‑id;电网功率误差为Pg_ref‑Pg,其中,Pg_ref为电网输入参考功率,Pg为网侧实际功率,电网功率误差经过低通滤波器LPF的处理滤除高频纹波,功率计算方法为1.5(Vαiα+Vβiβ),其中,iα、iβ为Clarke变换后的输出,所述寿命损耗差为CCS7‑CCS8,寿命损耗差的指令为0,误差值为0‑(CCS7‑CCS8)。