提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，所述方法：實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid，以二者較大值參與運(yùn)算，由該較大值與設(shè)定的調(diào)制度mset作差，并經(jīng)過(guò)帶限幅的比例積分調(diào)節(jié)器輸出直流母線電壓參考值，所得到的直流母線電壓參考值作為常規(guī)控制方案中恒定直流母線電壓參考值的替代方案參與變流器控制。本發(fā)明通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值，使變流器自適應(yīng)的工作在最小直流母線電壓上，從而減小電力電子器件電應(yīng)力并提高變流器效率。此外，設(shè)置直流母線電壓參考值上限高于常規(guī)參考值時(shí)，能為擴(kuò)大風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速范圍提供支持。
【專利說(shuō)明】
提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài) 直流母線電壓運(yùn)行方法，適用于采用背靠背式雙PWM電壓源型變換器的風(fēng)電機(jī)組，如全功率 永磁/電勵(lì)磁同步機(jī)組、全功率鼠籠型異步機(jī)組及雙饋式風(fēng)電機(jī)組等。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有采用背靠背式雙PWM電壓源型變換器的風(fēng)電機(jī)組均采用恒定的直流母線電壓 參考值進(jìn)行控制，如對(duì)于出口電壓為690V的機(jī)組運(yùn)一恒定直流母線電壓參考值的典型值為 1100V。運(yùn)種設(shè)定方式存在W下不足：
[0003] 由于背靠背式雙PWM電壓源型變換器的直流母線電壓采用留有裕量的準(zhǔn)最小化設(shè) 計(jì)，運(yùn)種設(shè)計(jì)值按照靜態(tài)計(jì)算確定，由于忽略了阻抗壓降和動(dòng)態(tài)影響，運(yùn)種設(shè)計(jì)不是嚴(yán)格意 義上的最小化設(shè)計(jì)。由于變流器效率與直流母線電壓相關(guān)，在滿足變流器正常工作的前提 下直流母線電壓越小變流器效率越高。常規(guī)的直流母線電壓參考值設(shè)定為一個(gè)恒定值，由 于該直流母線電壓參考值是按全工況下變流器均可正常運(yùn)行設(shè)計(jì)的，因此運(yùn)種設(shè)定在部分 工況偏離了實(shí)際可選取的最低直流母線電壓，因而是不必要的。
[0004] 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，公開(kāi)號(hào)為CN 104201698A(申請(qǐng)?zhí)?201410451985 .X)的的中 國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)一種基于雙PWM儲(chǔ)能變流器的直流母線電壓動(dòng)態(tài)控制方法，包括:將 功率差值絕對(duì)值和功率口檻值比較W輸出差值絕對(duì)值;將差值絕對(duì)值除W電網(wǎng)電壓幅值得 到直軸電流變化量;將直軸電流變化量乘W比例系數(shù)得到比例直軸電流變化量;將比例直 軸電流變化量和直軸電流期望值疊加后輸出直軸電流疊加值;將無(wú)功功率期望值除W電網(wǎng) 電壓幅值得到交軸電流期望值;直軸電流疊加值和交軸電流期望值分別經(jīng)由疊加及比例調(diào) 節(jié)和積分調(diào)節(jié)后得到交流側(cè)直軸參考電壓和交流側(cè)交軸參考電壓;對(duì)交流側(cè)直軸參考電壓 和交流側(cè)交軸參考電壓進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，W產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)變流器進(jìn)行控制。
[0005] 但是上述發(fā)明可降低雙PWM儲(chǔ)能變流器的直流母線動(dòng)態(tài)波動(dòng)，但其采用恒定的直 流母線電壓參考值，因此應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電變流器時(shí)，在部分工況無(wú)法最大化變流器效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài) 直流母線電壓控制方法，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)直流母線電壓參考值，使變流器自適應(yīng)的工作在最 小直流母線電壓上，從而減小電力電子器件電應(yīng)力并提高變流器效率。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[000引本發(fā)明提供一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，所述方 法：實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid，W二者較大值參與運(yùn) 算，由該較大值與設(shè)定的調(diào)制度mset作差，并經(jīng)過(guò)帶限幅的比例積分調(diào)節(jié)器輸出直流母線電 壓參考值，所得到的直流母線電壓參考值作為常規(guī)控制方案中恒定直流母線電壓的替代方 案參與變流器控制。
[0009] 本發(fā)明中，需要實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度化en和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid，調(diào) 制度的計(jì)算方法區(qū)別在于所選取的脈寬調(diào)制方式，機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器可采用類似的 計(jì)算方法。進(jìn)一步的，可W采用W下方法中任一種：
[0010] 1.若脈寬調(diào)制采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVP歷技術(shù)），選取S相調(diào)制波中 的任意兩相ta、tb作差并計(jì)算有效值，該有效值除即可得到調(diào)制波峰值，調(diào)制波峰值加 上調(diào)制度偏置(0.5倍的Ξ角載波幅值），然后除ΚΞ角載波幅值即得到計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的 調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。計(jì)算公式如下：
[0011]
(1)
[0012]式中：'rms()'表示計(jì)算有效值;Atri是指S角載波幅值，m是指調(diào)制度即計(jì)算機(jī)側(cè) 變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。
[0013] 為獲得更高的計(jì)算精度，也可采用式(2)進(jìn)行計(jì)算，但會(huì)耗費(fèi)更多的計(jì)算資源。
[0014]
(2)
[001引式中：'rms()'表示計(jì)算有效值;Atri是指立角載波幅值，*3、心心是指；相調(diào)制波， m是指調(diào)制度即計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。
[0016] 2.若脈寬調(diào)制采用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)（spmi技術(shù)），W任意一相調(diào)制波求有效 值，所得有效值乘W^/?，并加上調(diào)制度偏置(0.5倍的Ξ角載波幅值），然后除WΞ角載波幅 值即可得到調(diào)制度m。
[0017] 計(jì)算公式如下：
[001 引
（3)
[0019]式中：'rms()'表示計(jì)算有效值，Atri是指立角載波幅值，ta是指調(diào)制波，m是指調(diào)制 度即計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。
[0020] (斗》
[0021] 式中：'rmsO '表示計(jì)算有效值，Atri是指S角載波幅值，ta、tb、tc是指S相調(diào)制波， m是指調(diào)制度即計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。
[0022] 本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0023] 第一步:確定Ξ角載波的幅值。記機(jī)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的Ξ角載 波幅值(峰-峰值)為Atri_gen，記網(wǎng)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的Ξ角載波幅值(峰- 峰值）為Atri_grid。
[0024] 第二步:根據(jù)機(jī)側(cè)變換器控制器所采用的脈寬調(diào)制方式，計(jì)算機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度 nigen；
[0025] 第Ξ步:根據(jù)網(wǎng)側(cè)變換器控制器所采用的脈寬調(diào)制方式，計(jì)算機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度 nigrid ；
[0026] 第四步:計(jì)算直流母線電壓參考值:根據(jù)機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器調(diào)制 度mgrid，取二者較大值參與計(jì)算，mgen和mgrid的較大值與設(shè)定的調(diào)制度mset作差，經(jīng)過(guò)一個(gè)帶 限幅的比例積分調(diào)節(jié)器后輸出直流母線電壓參考值。
[0027] 優(yōu)選地，其中mset在0.96~0.98范圍內(nèi)取值，mset取值越大直流母線電壓將越貼近 嚴(yán)格意義的最小直流母線電壓。
[0028] 優(yōu)選地，比例積分調(diào)節(jié)器參數(shù)按照帶寬與網(wǎng)側(cè)變換器外環(huán)控制帶寬相差4倍設(shè)計(jì)。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0030] 當(dāng)本發(fā)明中比例積分調(diào)節(jié)器輸出的上限等于直流母線電壓參考值，而下限在直流 母線電壓參考值W下取值，則本發(fā)明可動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)直流母線電壓貼近下限運(yùn)行，貼近 下限的程度取決于調(diào)制度mset。
[0031] 由于常規(guī)控制方法中固定的直流母線電壓參考值嚴(yán)格限制了機(jī)組的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范 圍，不利于機(jī)組在部分工況提升風(fēng)能捕獲效率。當(dāng)設(shè)置比例積分調(diào)節(jié)器輸出上限大于直流 母線電壓參考值時(shí)，本發(fā)明可在擴(kuò)寬機(jī)組變速范圍運(yùn)行時(shí)自適應(yīng)貼近容許的最低直流母線 電壓運(yùn)行，從而在提高發(fā)電量的同時(shí)盡可能的減少電力電子器件的電壓應(yīng)力，并盡可能提 高變流器效率。
[0032] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)可W盡可能的減小電力電子器件的電壓應(yīng)力，并盡可能的提 高變流器效率，作為提高變流器效率的附加益處是散熱成本降低。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 通過(guò)閱讀參照W下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0034] 圖1為本發(fā)明較優(yōu)實(shí)施例的流程圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。W下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)。運(yùn)些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0037] 本發(fā)明是一種綜合考慮機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器的動(dòng)態(tài)最小化直流母線電壓技 術(shù)，該技術(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid，W二者較大值參 與運(yùn)算，由該較大值與設(shè)定的調(diào)制度mset作差，并經(jīng)過(guò)帶限幅的比例積分調(diào)節(jié)器輸出直流母 線電壓參考值。如圖1所示。其中*3,、*^、*"分別為機(jī)側(cè)變換器矢量控制中脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)產(chǎn) 生的a、b、cS相調(diào)制波;tag、tbg、tw分別為網(wǎng)側(cè)變換器矢量控制中脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)產(chǎn)生的a、b、 C二相調(diào)制波。
[0038] 本發(fā)明中：對(duì)于全功率變流器機(jī)組，機(jī)側(cè)變換器是與發(fā)電機(jī)定子連接的電壓源型 變換器，網(wǎng)側(cè)變換器是與電網(wǎng)連接的電壓源變換器;對(duì)于雙饋機(jī)組化FIG)，機(jī)側(cè)變換器是與 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的電壓源型變換器，網(wǎng)側(cè)變換器是與電網(wǎng)連接的電壓源變換器。
[0039] 本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)需要實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度 mgrid，調(diào)制度的計(jì)算方法區(qū)別在于所選取的脈寬調(diào)制方式，機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器可采 用類似的計(jì)算方法。
[0040]在一較優(yōu)實(shí)施例中，若脈寬調(diào)制采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM技術(shù)），選 取Ξ相調(diào)制波中的任意兩相ta、tb作差并計(jì)算有效值，該有效值除W與得到調(diào)制波峰值(說(shuō) 明如下:所得有效值除得到單相調(diào)制波基波分量有效值，W單相調(diào)制波基波分量有效 值乘再除即可得到調(diào)制波峰值）。調(diào)制波峰值加上調(diào)制度偏置(0.5倍的Ξ角 載波幅值），然后除角載波幅值即可得到調(diào)制度m。計(jì)算公式如下：
[0041 ]
。）
[0042] 式中'rmsO '表示計(jì)算有效值。
[0043] 因?yàn)闄C(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器調(diào)制度的計(jì)算方法本質(zhì)上是一樣的，因此敘述計(jì)算 方法時(shí)放在一起敘述的，對(duì)于調(diào)制度m，下標(biāo)gen表示和機(jī)側(cè)變換器相關(guān)的量，下標(biāo)grid表示 和網(wǎng)側(cè)變換器相關(guān)的量;對(duì)于調(diào)制波ta/tb/tc，下標(biāo)r表示和機(jī)側(cè)變換器相關(guān)的量，下標(biāo)g表 示和網(wǎng)側(cè)變換器相關(guān)的量;對(duì)于Ξ角載波Atri，下標(biāo)'_gen'表示和機(jī)側(cè)變換器相關(guān)的量，下 標(biāo)'_grid'表示和網(wǎng)側(cè)變換器相關(guān)的量。
[0044] 在另一較優(yōu)實(shí)施例中，為獲得更高的計(jì)算精度，也可采用式(2)進(jìn)行計(jì)算，但會(huì)耗 費(fèi)更多的計(jì)算資源。
[0045]
(2)
[0046] 在另一較優(yōu)實(shí)施例中，若脈寬調(diào)制采用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)(SPmi技術(shù)），W任意 一相調(diào)制波求有效值，所得有效值乘并加上調(diào)制度偏置(0.5倍的Ξ角載波幅值），然 后除角載波幅值即可得到調(diào)制度。
[0047] 計(jì)算公式如下：
[004引
（.3:)
[0049] 式中'rmsO '表示計(jì)算有效值。
[0050] 在另一較優(yōu)實(shí)施例中，為獲得更高的計(jì)算精度，也可采用式(4)進(jìn)行計(jì)算，但會(huì)耗 費(fèi)更多的計(jì)算資源。
[0化1 ]
(4)
[0052] 在一實(shí)施例中，基于上述的原理，一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電 壓控制方法按照W下具體步驟執(zhí)行：
[0053] 第一步:確定Ξ角載波的幅值。記機(jī)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的Ξ角載 波幅值(峰-峰值)為Atri_gen，記網(wǎng)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的Ξ角載波幅值(峰- 峰值）為Atri_grid。
[0054] 第二步:計(jì)算機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度。根據(jù)機(jī)側(cè)變換器控制器所采用的脈寬調(diào)制方式， 選取適當(dāng)?shù)挠?jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，WSVPWM調(diào)制為例：
[00 對(duì)
（5)
[0056] Atri_gen是指機(jī)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的Ξ角載波幅值。
[0057] 第Ξ步:計(jì)算網(wǎng)側(cè)變換器調(diào)制度。根據(jù)網(wǎng)側(cè)變換器控制器所采用的脈寬調(diào)制方式， 選取適當(dāng)?shù)挠?jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，WSVPWM調(diào)制為例：
[005引
化)
[0059] Atri_grid是指網(wǎng)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的Ξ角載波幅值。
[0060] 第四步:計(jì)算直流母線電壓參考值。計(jì)算得到機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換 器的調(diào)制度化rid后，取二者較大值參與計(jì)算，目的是保證機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器均可正 常運(yùn)行。mgen和mgrid的較大值與設(shè)定的調(diào)制度mset作差，經(jīng)過(guò)一個(gè)帶限幅的比例積分調(diào)節(jié)器 (PI調(diào)節(jié)器)后輸出直流母線電壓參考值。
[0061 ] 在本實(shí)施例中：mset在0.96~0.98范圍內(nèi)取值，mset取值越大直流母線電壓將越貼 近嚴(yán)格意義的最小直流母線電壓。
[0062] 在本實(shí)施例中：比例積分調(diào)節(jié)器參數(shù)建議按照帶寬與網(wǎng)側(cè)變換器外環(huán)控制帶寬相 差4倍設(shè)計(jì)。
[0063] 根據(jù)比例積分調(diào)節(jié)器限幅值的不同選取，本發(fā)明可取得W下有益效果：
[0064] 1.假定常規(guī)控制方案的直流母線電壓參考值為％。,，，若比例積分調(diào)節(jié)器輸出的 上限UHL等于4。,,，，而下限化L在下取值(建議取為〇.9心_。")，則本發(fā)明方案可動(dòng)態(tài) 自適應(yīng)調(diào)節(jié)直流母線電壓貼近下限運(yùn)行，貼近下限的程度取決于mset。
[0065] 2.直流母線電壓決定了電壓源型變換器交流側(cè)可提供的交流電壓。在一些需要擴(kuò) 寬機(jī)組變速范圍的應(yīng)用場(chǎng)景中，需要提高電壓源型變換器交流側(cè)可提供的交流電壓，因此 從電流可控的角度講直流母線電壓較高時(shí)機(jī)組容許的變速范圍較寬。由于常規(guī)控制方法中 固定的直流母線電壓參考值嚴(yán)格限制了機(jī)組的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍，不利于機(jī)組在部分工況提升 風(fēng)能捕獲效率。
[0066] 當(dāng)設(shè)置比例積分調(diào)節(jié)器輸出上限UHL大于時(shí)，本發(fā)明可支持機(jī)組擴(kuò)展變速范 圍運(yùn)行，并在擴(kuò)寬機(jī)組變速范圍運(yùn)行時(shí)自適應(yīng)貼近容許的最低直流母線電壓運(yùn)行，從而在 提高發(fā)電量的同時(shí)盡可能的減少電力電子器件的電壓應(yīng)力，并盡可能提高變流器效率。
[0067] 本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是作為變流器控制方法運(yùn)行于微處理器(如DSP)中的，相當(dāng) 于增加了一個(gè)直流母線電壓參考值給定外環(huán)。本發(fā)明方案無(wú)需增加傳感器，僅需增加少許 變流器控制代碼即可實(shí)現(xiàn)。
[0068] 本發(fā)明經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證是可行的。
[0069] 如圖1中的虛線框所示，是本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。?4表示直流母線電壓參考值，在常 規(guī)方案中，記。通常取為一恒定值(通常為1100V)，本發(fā)明則提供一個(gè)動(dòng)態(tài)貼下限的直流母線 電壓參考值。圖1中C表示直流母線電容，圖中虛線框W外的部分與常規(guī)方案一致，分別 為機(jī)側(cè)變換器有功及無(wú)功參考值，這為網(wǎng)側(cè)變換器無(wú)功參考值。
[0070] 仿真在專業(yè)電磁暫態(tài)仿真工具RTDS中進(jìn)行，仿真對(duì)象機(jī)組為2MW雙饋機(jī)組，其中 IGBT的導(dǎo)通電阻為ο. ο 1歐姆，關(guān)斷電阻1 * 1 ο5歐姆，緩沖電路電容ο . 2微法、電阻30歐姆。設(shè) 置mset = 0.97,仿真結(jié)果如圖2所示，可見(jiàn)動(dòng)態(tài)直流母線電壓下變流器穩(wěn)定運(yùn)行，網(wǎng)側(cè)變流器 保持調(diào)制度0.97的設(shè)定值，變流器損耗降低，經(jīng)過(guò)折算可提高1 %~2 %的變流器效率。
[0071] W上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，運(yùn)并不影 響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特征在于，實(shí)時(shí)計(jì)算 機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度m gen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid，以二者較大值參與運(yùn)算，由該較大值 與設(shè)定的調(diào)制度m set作差，并經(jīng)過(guò)帶限幅的比例積分調(diào)節(jié)器輸出直流母線電壓參考值，所得 到的直流母線電壓參考值作為恒定直流母線電壓參考值的替代方案參與變流器控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度m grid，方法為:若脈寬調(diào) 制采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，選取三相調(diào)制波中的任意兩相ta、t b作差并計(jì)算有效 值，該有效值除以^得到調(diào)制波峰值，調(diào)制波峰值加上調(diào)制度偏置，然后除以三角載波幅 值即得到計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度m gen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度m grid，公式如下：式中：'rms() '表示計(jì)算有效值;Atri是指三角載波幅值，m是指調(diào)制度即計(jì)算機(jī)側(cè)變換 器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度，計(jì)算公式如下：式中：表不計(jì)算有效值；Atri是指三角栽汲幅值，ta、tb、t c是指三相調(diào)制波，m是 指調(diào)制度即計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度，方法為:若脈寬調(diào)制采用正 弦波脈寬調(diào)制技術(shù)，以任意一相調(diào)制波求有效值，所得有效值乘以λ/5,并加上調(diào)制度偏置， 然后除以三角載波幅值即得到調(diào)制度m。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度，計(jì)算公式如下：式中：'rms() '表示計(jì)算有效值，Atri是指三角載波幅值，ta是指調(diào)制波，m是指調(diào)制度即 計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度和網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度，計(jì)算公式如下：式中：'rms() '表示計(jì)算有效值，Atri是指三角載波幅值，ta、tb、tc是指三相調(diào)制波，m是 指調(diào)制度即計(jì)算機(jī)側(cè)變換器的調(diào)制度mgen或網(wǎng)側(cè)變換器的調(diào)制度mgrid。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方 法，其特征在于，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 第一步：確定三角載波的幅值:記機(jī)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的三角載波幅 值為Atri_gen，記網(wǎng)側(cè)變換器控制器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)采用的三角載波幅值為Atri_ grid; 第二步:根據(jù)機(jī)側(cè)變換器控制器所采用的脈寬調(diào)制方式，計(jì)算機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度mgen; 第三步:根據(jù)網(wǎng)側(cè)變換器控制器所采用的脈寬調(diào)制方式，計(jì)算機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度mgrid; 第四步：計(jì)算直流母線電壓參考值:根據(jù)機(jī)側(cè)變換器調(diào)制度mgen和網(wǎng)側(cè)變換器調(diào)制度 mgrid，取二者較大值參與計(jì)算，mgen和mgrid的較大值與設(shè)定的調(diào)制度m set作差，經(jīng)過(guò)一個(gè)帶限 幅的比例積分調(diào)節(jié)器后輸出直流母線電壓參考值。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述mset，在0.96~0.98范圍內(nèi)取值，m set取值越大直流母線電壓將越貼近嚴(yán)格意義 的最小直流母線電壓。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高背靠背變流器效率的動(dòng)態(tài)直流母線電壓控制方法，其特 征在于，所述比例積分調(diào)節(jié)器，參數(shù)按照帶寬與網(wǎng)側(cè)變換器外環(huán)控制帶寬相差4倍設(shè)計(jì)。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK105870957SQ201610289002
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】蔡旭, 賈鋒, 李征
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)