專利名稱：一種基于虛擬磁鏈的pwm整流型能量回饋裝置的控制方法
一種基于虛擬磁鏈的PWM整流型能量回饋裝置的控制方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于能量回饋裝置領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種PWM整流型能量回饋裝置的控制 方法。
背景技術(shù)：
近幾年，能量回饋裝置在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。能量回饋裝置可以提供穩(wěn) 定的直流電源，同時(shí)把后級(jí)設(shè)備產(chǎn)生的再生能量回饋到電網(wǎng)上。相比傳統(tǒng)的二極管不控整 流裝置，見

圖1，提供直流電源的方法，能量回饋裝置以下三方面優(yōu)點(diǎn)一是網(wǎng)側(cè)電流正弦 化，可單位功率因素運(yùn)行，減小諧波電流污染；二是能量可以雙向流動(dòng)，再生能量可以回饋 到電網(wǎng)上，提高能量的利用效率；三是直流母線電壓可調(diào)、波動(dòng)變化小?；?、諧波污染小、能 量可雙向流動(dòng)等特點(diǎn)。
如圖2，通用的能量回饋裝置采用電壓定向控制的方法(V0C)，例如專利文獻(xiàn) 200810144730. 3和專利文獻(xiàn)201110327903. 7提到的PWM整流型能量回饋裝置都是基于這 種控制方法。電壓定向控制的方法是基于電網(wǎng)電壓的相位，通過(guò)三個(gè)電壓傳感器采樣電網(wǎng) 三相的電壓。電壓定向控制的方法使用了較多的傳感器，不僅增加了系統(tǒng)成本，而且也帶 來(lái)了相應(yīng)的附加電路和檢測(cè)誤差等問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于虛擬磁鏈的PWM整流性能量回饋裝置的控制方法， 其省去電網(wǎng)電壓傳感器，在控制策略上通過(guò)虛擬磁鏈觀測(cè)獲得電網(wǎng)電壓的相位，通過(guò)直接 功率控制抑制電壓、電流諧波干擾。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的具體技術(shù)方案為
一種基于虛擬磁鏈的PWM整流型能量回饋裝置的控制方法，包括如下步驟
(I)采樣獲得與電網(wǎng)連接的能量回饋裝置交流側(cè)的任意兩相電流，以及能量回饋 裝置直流側(cè)的母線電壓；
(2)根據(jù)能量回饋裝置當(dāng)前空間矢量信息、獲得的所述兩相交流電流和直流母線 電壓，對(duì)電網(wǎng)電壓的磁鏈進(jìn)行估算，獲得虛擬磁鏈；
(3)利用所述虛擬磁鏈，獲得三相電網(wǎng)電壓的相位；
(4)根據(jù)所述兩相交流電流和虛擬磁鏈，計(jì)算得到所述能量回饋裝置的瞬時(shí)有功 和瞬時(shí)無(wú)功；
(5)采樣直流母線的實(shí)際電壓，將直流母線實(shí)際電壓和指令電壓之間的誤差進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果乘以直流母線電壓，作為瞬時(shí)有功的指令。
(6)對(duì)所述瞬時(shí)有功的指令和步驟(4)得到的瞬時(shí)有功之間的誤差進(jìn)行PID調(diào)節(jié) 計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行iPark坐標(biāo)變換，得到變換后的電壓指令；
根據(jù)該變換后的電壓指令利用空間矢量脈沖寬度調(diào)制生成PWM脈沖，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)瞬 時(shí)有功功率和瞬時(shí)無(wú)功功率，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電流的輸入輸出。
作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述步驟(2)中對(duì)電網(wǎng)電壓的磁鏈進(jìn)行估算具體過(guò)程如下首先，計(jì)算整流器交流側(cè)兩相坐標(biāo)系下電壓Usa、Use，其中
權(quán)利要求
1.一種基于虛擬磁鏈的PWM整流型能量回饋裝置的控制方法，包括如下步驟(1)采樣獲得與三相電網(wǎng)連接的能量回饋裝置的交流側(cè)的任意兩相電流，以及該能量回饋裝置直流側(cè)的母線電壓；(2)根據(jù)所述能量回饋裝置當(dāng)前空間矢量信息、所述兩相交流電流以及所述直流側(cè)的母線電壓，對(duì)所述三相電網(wǎng)電壓的磁鏈進(jìn)行估算，獲得虛擬磁鏈；(3)利用所述虛擬磁鏈，獲得所述三相電網(wǎng)電壓的相位；(4)根據(jù)所述兩相交流電流和所述虛擬磁鏈，計(jì)算得到所述能量回饋裝置的瞬時(shí)有功和瞬時(shí)無(wú)功；(5)采樣所述直流母線的實(shí)際電壓，將該直流母線實(shí)際電壓和指令電壓之間的誤差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果乘以直流母線電壓，結(jié)果作為瞬時(shí)有功的指令；(6)對(duì)所述瞬時(shí)有功的指令和步驟(4)得到的瞬時(shí)有功之間的誤差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)計(jì)算， 并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到變換后的電壓指令；根據(jù)該變換后的電壓指令利用空間矢量脈沖寬度調(diào)制生成PWM脈沖，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)瞬時(shí)有功功率和瞬時(shí)無(wú)功功率，S卩可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電流的輸入輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬磁鏈的PWM整流型能量回饋裝置的控制方法， 其特征在于，所述步驟(2)中對(duì)電網(wǎng)電壓的磁鏈進(jìn)行估算具體過(guò)程如下首先，計(jì)算整流器交流側(cè)對(duì)應(yīng)的兩相交流電壓Usa、Use，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種基于虛擬磁鏈的PWM整流型能量回饋裝置的控制方法，其特征在于，所述的能量回饋裝置的有功功率P和無(wú)功功率Q通過(guò)如下公式計(jì)算得到
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于虛擬磁鏈的PWM整流型能量回饋裝置的控制方法，包括(1)獲得能量回饋裝置交流側(cè)的任意兩相電流和直流側(cè)的母線電壓；(2)對(duì)電網(wǎng)電壓的磁鏈進(jìn)行估算，獲得虛擬磁鏈；(3)獲得三相電網(wǎng)電壓的相位；(4)計(jì)算能量回饋裝置的瞬時(shí)有功和瞬時(shí)無(wú)功；(5)采樣直流母線的實(shí)際電壓，將直流母線實(shí)際電壓和指令電壓之間的誤差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果乘以直流母線電壓，作為瞬時(shí)有功的指令；(6)對(duì)瞬時(shí)有功的指令和瞬時(shí)有功之間的誤差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)計(jì)算，并進(jìn)行iPark坐標(biāo)變換，根據(jù)該變換后的電壓指令生成PWM脈沖，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電流的輸入輸出。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)化了電網(wǎng)電壓采樣電路，保證系統(tǒng)電流采樣的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103001246SQ201210450560
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者宋寶, 唐小琦, 黃智聰, 魏樹生, 戴攀, 周彬 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)