本發(fā)明涉及變流器控制，尤其涉及一種變流器開關(guān)頻率調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

1、以功率半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)作為控制部件的變流器，承擔(dān)電能變換和交直流轉(zhuǎn)換，在風(fēng)電、光伏、制氫、牽引傳動(dòng)、電源等新能源行業(yè)應(yīng)用廣泛。

2、變流器所用的功率半導(dǎo)體器件通常為絕緣柵雙極性晶體管(insulate-gatebipolar?transistor，igbt)，具有高電壓、大電流、開關(guān)速度快、損耗低等特點(diǎn)。igbt組裝成功率模塊，采用脈沖寬度調(diào)制(pulse-width?modulation，pwm)方法，計(jì)算出每個(gè)開關(guān)周期的占空比。在相同的使用場(chǎng)景，pwm開關(guān)頻率影響著變流器的諸多性能，包括模塊損耗、模塊溫度、過(guò)流能力、諧波含量(total?harmonic?distortion，thd)、冷凝溫度、中點(diǎn)紋波等。

3、現(xiàn)有變流器調(diào)整開關(guān)頻率方法具有較強(qiáng)的性能單一性，這些方法雖可滿足某項(xiàng)性能，但卻無(wú)法兼顧滿足變流器其他性能。在復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景下，現(xiàn)有調(diào)整開關(guān)頻率方法的結(jié)果往往是相互沖突的，如在環(huán)境高溫、高電網(wǎng)諧波條件下，環(huán)境高溫需要降低開關(guān)頻率以提高過(guò)流能力，但高電網(wǎng)諧波要求提高開關(guān)頻率以減小諧波，如僅考慮其中一項(xiàng)指標(biāo)，調(diào)整幅度不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致“顧此失彼”，惡化變流器的性能表現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種變流器開關(guān)頻率調(diào)整方法，提升變流器綜合性能。

2、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種變流器開關(guān)頻率調(diào)整方法，應(yīng)用于變流器，方法包括：

3、獲取變流器的運(yùn)行信息；

4、根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)；

5、根據(jù)各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，采用各性能對(duì)應(yīng)的調(diào)整器輸出各性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，得到多個(gè)滿足值、多個(gè)開關(guān)頻率調(diào)整值和多個(gè)發(fā)波方式；

6、根據(jù)各性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，采用決策器從多個(gè)開關(guān)頻率調(diào)整值中確定目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值，從多個(gè)發(fā)波方式中確定目標(biāo)發(fā)波方式；

7、根據(jù)目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式，采用決策器的調(diào)整策略，調(diào)整變流器。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在根據(jù)各性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，采用決策器從多個(gè)開關(guān)頻率調(diào)整值中確定目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值，從多個(gè)發(fā)波方式中確定目標(biāo)發(fā)波方式之前，方法還包括：

9、根據(jù)運(yùn)行信息中的變流器運(yùn)行狀態(tài)，采用變流器狀態(tài)性能對(duì)應(yīng)的調(diào)整器，確定變流器運(yùn)行狀態(tài)性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)多項(xiàng)性能包括過(guò)電流控制性能時(shí)，根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，包括：

11、根據(jù)運(yùn)行信息中的有功命令輸入、無(wú)功命令輸入、電網(wǎng)電壓和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，采用與過(guò)電流控制性能對(duì)應(yīng)的變流器功率模型，確定變流器功率模塊的運(yùn)行電流。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)多項(xiàng)性能包括模塊損耗控制性能時(shí)，根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，包括：

13、根據(jù)運(yùn)行信息中的水溫和/或環(huán)溫，以及電流頻率、電流幅值、開關(guān)頻率、發(fā)波方式、模塊熱敏電阻(negative?temperature?coefficient，ntc)溫度和直流母線電壓，采用與模塊損耗控制性能對(duì)應(yīng)的變流器損耗模型，確定損耗。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)多項(xiàng)性能還包括模塊結(jié)溫控制性能時(shí)，根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，還包括：

15、根據(jù)運(yùn)行信息中的水溫或環(huán)溫、電流頻率、電流幅值、開關(guān)頻率、發(fā)波方式、模塊ntc溫度、直流母線電壓和損耗，采用與模塊結(jié)溫控制性能對(duì)應(yīng)的變流器結(jié)溫模型，確定變流器模塊的結(jié)溫。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)多項(xiàng)性能包括冷凝溫度控制性能時(shí)，根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，包括：

17、根據(jù)運(yùn)行信息中的變流器柜內(nèi)溫度、柜內(nèi)濕度和模塊散熱器溫度，采用與模塊結(jié)溫控制性能對(duì)應(yīng)的模塊冷凝模型，確定冷凝溫度。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)多項(xiàng)性能包括諧波含量控制性能時(shí)，根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，包括：

19、根據(jù)運(yùn)行信息中的三相瞬時(shí)電流和三相瞬時(shí)電壓，采用與諧波含量控制性能對(duì)應(yīng)的諧波分析模型，確定諧波含量。

20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)多項(xiàng)性能包括中點(diǎn)紋波控制性能時(shí)，根據(jù)運(yùn)行信息，分別采用與變流器的多項(xiàng)性能中的各性能對(duì)應(yīng)的指標(biāo)模型，確定與各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，包括：

21、根據(jù)運(yùn)行信息中的三相占空比、三相瞬時(shí)電流和母線電容值，采用與中點(diǎn)紋波控制性能對(duì)應(yīng)的紋波分析模型，確定中點(diǎn)紋波電壓峰值。

22、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)，采用調(diào)整器確定各性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，包括：

23、當(dāng)?shù)谝贿\(yùn)行指標(biāo)大于第一運(yùn)行指標(biāo)的預(yù)設(shè)最大值時(shí)，采用調(diào)整器根據(jù)第一運(yùn)行指標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)運(yùn)行指標(biāo)范圍，確定第一運(yùn)行指標(biāo)滿足的目標(biāo)運(yùn)行指標(biāo)范圍；其中，第一運(yùn)行指標(biāo)表示各性能對(duì)應(yīng)的運(yùn)行指標(biāo)中的任一運(yùn)行指標(biāo)；

24、采用調(diào)整器根據(jù)目標(biāo)運(yùn)行指標(biāo)范圍與滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式；

25、當(dāng)?shù)谝贿\(yùn)行指標(biāo)小于或等于第一運(yùn)行指標(biāo)的預(yù)設(shè)最大值時(shí)，采用調(diào)整器輸出的滿足值為1，開關(guān)頻率調(diào)整值為0。

26、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)各性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，采用決策器從多個(gè)開關(guān)頻率調(diào)整值中確定目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值，從多個(gè)發(fā)波方式中確定目標(biāo)發(fā)波方式，包括：

27、根據(jù)各性能對(duì)應(yīng)的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，采用決策器執(zhí)行以下步驟：

28、對(duì)多個(gè)滿足值進(jìn)行排序；

29、確定最低滿足值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式；

30、當(dāng)存在多個(gè)最低滿足值時(shí)，確定多個(gè)最低滿足值對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)性能中優(yōu)先級(jí)最高的性能；

31、確定優(yōu)先級(jí)最高的性能對(duì)應(yīng)的目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式。

32、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式對(duì)應(yīng)目標(biāo)性能；根據(jù)目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式，采用決策器的調(diào)整策略，調(diào)整變流器，包括采用決策器執(zhí)行以下步驟：

33、根據(jù)目標(biāo)性能的最低滿足值分別與響應(yīng)時(shí)間、保持時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定與目標(biāo)性能的最低滿足值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)響應(yīng)時(shí)間和目標(biāo)保持時(shí)間；

34、在當(dāng)前的保持時(shí)間內(nèi)，根據(jù)預(yù)設(shè)判斷規(guī)則判斷是否進(jìn)行調(diào)整；

35、若進(jìn)行調(diào)整，則開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到目標(biāo)響應(yīng)時(shí)間后，基于目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式調(diào)整變流器；

36、在當(dāng)前的保持時(shí)間外，開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到目標(biāo)響應(yīng)時(shí)間后，基于目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式調(diào)整變流器；

37、在調(diào)整變流器后開始計(jì)時(shí)，基于目標(biāo)保持時(shí)間，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。

38、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，預(yù)設(shè)判斷規(guī)則，包括：

39、比較當(dāng)前的最低滿足值和目標(biāo)性能的最低滿足值；若當(dāng)前的最低滿足值大于目標(biāo)性能的最低滿足值，則進(jìn)行調(diào)整；否則，不進(jìn)行調(diào)整；

40、或者，

41、記錄每次調(diào)整后變流器的綜合性能評(píng)價(jià)值；比較當(dāng)前的綜合性能評(píng)價(jià)值和上一次調(diào)整之前的綜合性能評(píng)價(jià)值；若當(dāng)前的綜合性能評(píng)價(jià)值小于上一次調(diào)整之前的綜合性能評(píng)價(jià)值，則進(jìn)行調(diào)整；否則，不進(jìn)行調(diào)整。

42、或者，

43、根據(jù)當(dāng)前各項(xiàng)性能對(duì)應(yīng)的滿足值和權(quán)重，確定當(dāng)前的綜合性能評(píng)價(jià)值；采用預(yù)測(cè)模型，根據(jù)運(yùn)行信息、目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式，預(yù)測(cè)綜合性能評(píng)價(jià)值；比較當(dāng)前的綜合性能評(píng)價(jià)值和預(yù)測(cè)的綜合性能評(píng)價(jià)值；若當(dāng)前的綜合性能評(píng)價(jià)值小于預(yù)測(cè)的綜合性能評(píng)價(jià)值，則進(jìn)行調(diào)整；否則，不進(jìn)行調(diào)整。

44、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，決策器包括預(yù)測(cè)模型，方法還包括：

45、根據(jù)各項(xiàng)性能對(duì)應(yīng)的滿足值和權(quán)重，確定綜合性能評(píng)價(jià)值；

46、采用預(yù)測(cè)模型，根據(jù)運(yùn)行信息、目標(biāo)開關(guān)頻率調(diào)整值和目標(biāo)發(fā)波方式，輸出各項(xiàng)性能預(yù)測(cè)值、各項(xiàng)性能滿足預(yù)測(cè)值和綜合性能評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)值；

47、根據(jù)各項(xiàng)性能對(duì)應(yīng)的滿足值和綜合性能評(píng)價(jià)值，以及各項(xiàng)性能預(yù)測(cè)值、各項(xiàng)性能滿足預(yù)測(cè)值和綜合性能評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)值，優(yōu)化調(diào)整器和決策器。

48、本發(fā)明實(shí)施例提供一種變流器開關(guān)頻率調(diào)整方法，基于變流器的運(yùn)行信息，確定各項(xiàng)性能的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，綜合考慮各項(xiàng)性能的滿足值、開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式，決策出最終的開關(guān)頻率調(diào)整值和發(fā)波方式來(lái)調(diào)整變流器，提升變流器綜合性能。