一種三相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領域，具體設及一種相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在=相逆變器應用的很多場合，一方面可能需要為單相負載供電；另一方面在為 =相不平衡負載供電時，要求逆變器保持=相輸出電壓的平衡諸如此類的場合都需要=相 四線制的逆變器。有多種方法都可W獲得S相四線制逆變器，例如直流側(cè)分裂的S相逆變 器，或者通過采用變壓器隔離在其副邊獲得中性點的方法來獲得=相四線制。其中采用= 相四橋臂逆變器是一種簡潔可行的方式。在某些場合為了提高逆變電源供電系統(tǒng)的可靠性 而采用多臺逆變器并聯(lián)供電的方式，在此情況下實現(xiàn)并聯(lián)逆變器間各相電流的均分是一個 非常重要的問題，實現(xiàn)電流均分與各臺逆變器輸出電壓的幅值、相位及頻率的一致性有密 切的關系，否則可能由于幅值、相位及頻率偏差超過并聯(lián)運行允許的容差，會使得某臺逆變 器過載運行而發(fā)生故障或損壞。
[0003] 一般的=相=線制逆變器實現(xiàn)并聯(lián)均流的控制技術(shù)較為成熟，由于拓撲結(jié)構(gòu) 的改變及控制復雜度的增加，討論=相四橋臂逆變器并聯(lián)均流的文獻很少見。關于= 相四橋臂逆變器的并聯(lián)相關的控制，南京航空航天大學申請了一項發(fā)明專利（申請?zhí)?201210262631. 1)，針對一種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的=相四橋臂逆變器提出了抑制并聯(lián)環(huán)流的技術(shù)措 施，其主電路并聯(lián)結(jié)構(gòu)與本專利所提之主電路連接方式有顯著的區(qū)別，且在控制結(jié)構(gòu)上也 有明顯的不同之處，且其兩臺逆變器各相共用了電壓指令信號和電流指令信號，與本專利 各模塊獨立控制是完全不同的。
[0004] 英文文獻"Paralleloperationofcapacity-limitedthree-phasefour-wire activepowerfilters"(lEEProc.-Electr.PowerAppl.,Vol.149.No. 5,September 2002)，該文獻主要討論采用=相四橋臂結(jié)構(gòu)的有源電力濾波器對電網(wǎng)進行無功補償和諧 波抑制的問題，雖然作者在文中也提到可W采用多個有源電力濾波器并聯(lián)運行提高補償容 量的問題，但作者并未給出其實現(xiàn)并聯(lián)的具體技術(shù)或者措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于共直流母線=相四橋臂逆變器輸出側(cè)并聯(lián)運行 的=相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是該樣實現(xiàn)的：
[0007] (1)首先在系統(tǒng)上電初始階段，進行與系統(tǒng)控制相關的軟件和硬件初始化工作，設 置主電路電力電子器件驅(qū)動信號均為關斷狀態(tài)電平、設置程序中相關控制器變量迭代運算 初值，包括設置程序中ABC各相電壓指令信號初值和各相頻率初始值分別為31IV和50Hz; [000引（2)各模塊控制程序分別利用其輸出側(cè)的電壓傳感器VSAx、VSBx和VSCx，電流傳 感器CSAx、CSBx、CSCx和CS化，X= 1，2,采樣各相的電容電壓和電感電流；根據(jù)采樣值計算 各相的有功功率P和無功功率Q:
【主權(quán)項】
1. 一種三相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 首先在系統(tǒng)上電初始階段，進行與系統(tǒng)控制相關的軟件和硬件初始化工作，設置 主電路電力電子器件驅(qū)動信號均為關斷狀態(tài)電平、設置程序中相關控制器變量迭代運算初 值，包括設置程序中ABC各相電壓指令信號初值和各相頻率初始值分別為31IV和50Hz ; (2) 各模塊控制程序分別利用其輸出側(cè)的電壓傳感器VSAx、VSBx和VSCx，電流傳感器 CSAx、CSBx、CSCx和CSDx，X = 1，2,采樣各相的電容電壓和電感電流；根據(jù)采樣值計算各相 的有功功率P和無功功率Q :
其中M為一個周期內(nèi)的采樣次數(shù)，M=仁/乙，fs為開關頻率，為調(diào)制波頻率，uA1 (k) 和iA1(k)為第k次對逆變器各相輸出電容電壓和電感電流采樣的瞬時值，保存1/4周期的 電流采樣數(shù)據(jù)； (3) 根據(jù)各相實時計算出來的有功功率P和無功功率Q，利用預先設置的電壓和頻率下 垂特性函數(shù)來更新各相電壓指令信號的幅值和頻率，并將此更新得到的頻率和電壓值分別 作為控制程序中的頻率指令信號和電壓外環(huán)控制的幅值指令信號： ^Al = f O-fflPAl ； uAri= U O-i1Qai ； (4) 利用ABC相電容電壓瞬時值PR控制與有效值控制相結(jié)合構(gòu)成外環(huán)電壓的復合控 制，即利用PR瞬時控制獲得對正弦指令信號的良好動態(tài)跟蹤性能；利用正弦波有效值控 制彌補PR控制在諧振點有限增益，即將各相電壓瞬時PR控制的結(jié)果與各相電壓有效值控 制經(jīng)正弦修正的結(jié)果通過線性疊加后形成ABC各相電感電流的指令信號i tox、iBM和i &x，X =1，2 ;對ABC各相電壓有效值PI控制器的輸出做正弦修正，修正項分別為sin (2 π fAxt)、 sin (2 π fBxt+2 π /3)和 sin (2 π fCxt+4 π /3)，x = 1，2,其中 fAx、fBj^P f &應分別與 ABC 各相 電壓瞬時值PR控制器的諧振頻率一致； D相第四橋臂的電流指令信號imx，X = 1，2通過對ABC各相電感電流指令信號的再次 疊加來獲得： ^nrl i Arl + iBrl + i〇l; (5) ABC各相分別執(zhí)行其控制系統(tǒng)內(nèi)環(huán)的電感電流瞬時值閉環(huán)控制，第四橋臂D相執(zhí)行 單閉環(huán)電感電流控制，ABCD相的電流控制器均為PI調(diào)節(jié)器； (6) 將ABCD各相電流控制器的輸出信號用于各相的SPWM調(diào)制，最終形成各相橋臂功率 開關器件的驅(qū)動脈沖。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領域，具體涉及一種三相四橋臂逆變器的并聯(lián)控制方法。本發(fā)明包括：在系統(tǒng)上電初始階段，進行與系統(tǒng)控制相關的軟件和硬件初始化工作，設置主電路電力電子器件驅(qū)動信號均為關斷狀態(tài)電平、設置程序中相關控制器變量迭代運算初值；根據(jù)采樣值計算各相的有功功率和無功功率；將此更新得到的頻率和電壓值分別作為控制程序中的頻率指令信號和電壓外環(huán)控制的幅值指令信號；利用ABC相電容電壓瞬時值PR控制與有效值控制相結(jié)合構(gòu)成外環(huán)電壓的復合控制，即利用PR瞬時控制獲得對正弦指令信號的良好動態(tài)跟蹤性能；將ABCD各相電流控制器的輸出信號用于各相的SPWM調(diào)制。本發(fā)明采用無互聯(lián)線的并聯(lián)控制策略，具有更高的可靠性。
【IPC分類】H02M7-493
【公開號】CN104767415
【申請?zhí)枴緾N201510140917
【發(fā)明人】游江, 鞏冰, 馬佳睿, 周鑫, 張敬南, 孟繁榮
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月27日