本發(fā)明涉及電力電子，特別涉及用于三相電壓型pwm整流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，整流器作為電力變換的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源供應(yīng)、電力傳輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域；傳統(tǒng)的整流器通常采用不控整流或相控整流方式，這些方式還存在一些固有的缺陷，為了解決這些問題，脈寬調(diào)制（pwm）技術(shù)被引入到整流器設(shè)計(jì)中，pwm技術(shù)通過調(diào)整脈沖的寬度，能夠?qū)崿F(xiàn)直流電壓的穩(wěn)定可調(diào)，減小輸入電流的諧波含量，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。

2、然而，現(xiàn)有的pwm整流器由于溫度的升高可能會(huì)影響設(shè)備的可靠性、壽命和性能，在pwm整流器溫度檢測方面智能化程度較低，不能在pwm整流器溫度出現(xiàn)異常時(shí)，迅速響應(yīng)和優(yōu)化。

3、為此，推出用于三相電壓型pwm整流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供用于三相電壓型pwm整流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法，以解決上述背景技術(shù)提出的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：用于三相電壓型pwm整流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法，包括：

3、雙閉環(huán)控制：采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略，實(shí)現(xiàn)對整流器的精確控制；

4、負(fù)載功率前饋控制：在電流內(nèi)環(huán)中引入負(fù)載功率前饋控制策略，將機(jī)側(cè)有功功率前饋至網(wǎng)側(cè)有功功率給定值；

5、溫度響應(yīng)處理：實(shí)時(shí)監(jiān)測pwm整流器的溫度變化情況，并進(jìn)行分析，由此得到pwm整流器在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的溫度評估模型，基于pwm整流器在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的溫度評估模型，觸發(fā)相應(yīng)的預(yù)警信令；

6、仿真驗(yàn)證：搭建仿真模型模擬負(fù)載突變情況，測試在負(fù)載突變時(shí)直流側(cè)電壓的波動(dòng)情況，驗(yàn)證控制策略的有效性。

7、在一些實(shí)施例中，實(shí)時(shí)監(jiān)測pwm整流器的溫度變化情況，并進(jìn)行分析，具體為：

8、獲取設(shè)定時(shí)間段內(nèi)pwm整流器各時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)劃分區(qū)域的溫度數(shù)值，對應(yīng)劃分區(qū)域用編號(hào)m表示，其中m=1,2...g，其中g(shù)為劃分區(qū)域的總數(shù)；

9、由此構(gòu)建pwm整流器對應(yīng)劃分區(qū)域的溫度變化折線圖，繪制各時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)劃分區(qū)域溫度數(shù)值對應(yīng)在折線圖內(nèi)的數(shù)值點(diǎn)，連接相鄰數(shù)值點(diǎn)得到數(shù)值線，計(jì)算各條數(shù)值線的斜率以及與垂直線的夾角，若其中一條數(shù)值線與垂直線的夾角為鈍角，則將該條數(shù)值線的斜率標(biāo)記為上升斜率，若其中一條數(shù)值線與垂直線的夾角為銳角，則將該條數(shù)值線的斜率標(biāo)記為下降斜率；

10、標(biāo)記完成后將對應(yīng)劃分區(qū)域各組上升斜率進(jìn)行相加得到上升總值，各組下降斜率進(jìn)行相加并取絕對值得到下降總值，計(jì)算上升總值和下降總值之間的比值作為對應(yīng)劃分區(qū)域的趨勢指數(shù)。

11、在一些實(shí)施例中，實(shí)時(shí)監(jiān)測pwm整流器的溫度變化情況，并進(jìn)行分析，進(jìn)一步：

12、取對應(yīng)劃分區(qū)域各時(shí)間點(diǎn)溫度數(shù)值的均值，作為對應(yīng)劃分區(qū)域的溫度均值，同時(shí)取對應(yīng)劃分區(qū)域各時(shí)間點(diǎn)溫度數(shù)值中的最大值，作為對應(yīng)劃分區(qū)域的溫度峰值；

13、基于對應(yīng)劃分區(qū)域的所屬位置，預(yù)設(shè)對應(yīng)劃分區(qū)域趨勢指數(shù)和溫度均值的參考允許值，并分別標(biāo)記為趨勢允許指數(shù)和溫度允許均值。

14、在一些實(shí)施例中，由此得到pwm整流器在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的溫度評估模型，具體為：

15、將對應(yīng)劃分區(qū)域的趨勢指數(shù)與對應(yīng)的趨勢允許指數(shù)進(jìn)行比值的計(jì)算，作為對應(yīng)劃分區(qū)域的趨勢比；即趨勢指數(shù)/趨勢允許指數(shù)；進(jìn)一步分別計(jì)算對應(yīng)劃分區(qū)域溫度均值和溫度峰值與溫度允許均值的比值，作為對應(yīng)劃分區(qū)域的均值比和峰值比；即溫度均值/溫度允許均值，溫度峰值/溫度允許均值；

16、提取對應(yīng)劃分區(qū)域的趨勢比、均值比以及峰值比，并分別作為立體矩形的長度值、高度值以及寬度值，由此構(gòu)建對應(yīng)劃分區(qū)域的溫度評估模型。

17、在一些實(shí)施例中，基于pwm整流器在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的溫度評估模型，觸發(fā)相應(yīng)的預(yù)警信令，具體為：

18、計(jì)算對應(yīng)劃分區(qū)域溫度評估模型的表面積，作為對應(yīng)劃分區(qū)域的溫度預(yù)警指數(shù)wfm；

19、預(yù)設(shè)pwm整流器各劃分區(qū)域溫度預(yù)警指數(shù)wfm的閾值指數(shù)，若其中一組溫度預(yù)警指數(shù)wfm大于對應(yīng)預(yù)設(shè)的閾值指數(shù)，則觸發(fā)對應(yīng)劃分區(qū)域的預(yù)警信令；

20、首先獲取觸發(fā)預(yù)警信令的具體劃分區(qū)域，并根據(jù)該劃分區(qū)域的預(yù)設(shè)優(yōu)化操作對pwm整流器進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化完成后持續(xù)監(jiān)測該劃分區(qū)域在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的溫度變化情況，并進(jìn)行分析，若分析顯示該劃分區(qū)域仍然觸發(fā)預(yù)警信令，并選取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處理效值tre最大的技術(shù)人員，將該劃分區(qū)域所觸發(fā)的預(yù)警信令發(fā)送至該技術(shù)人員的移動(dòng)終端上；

21、在一些實(shí)施例中，得到各技術(shù)人員處理效值tre的具體過程為：

22、以當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)pwm整流器所在位置為圓心，設(shè)定距離為半徑畫圓，篩選處于圓范圍內(nèi)的所有技術(shù)人員，并向他們的移動(dòng)終端發(fā)送至位置反饋信令，各技術(shù)人員在確認(rèn)位置反饋信令后，得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)各技術(shù)人員與pwm整流器之間的路程距離，將路程距離記為eq1；

23、進(jìn)一步從各技術(shù)人員的工作日志中提取處理次數(shù)，并獲取各處理過程中的所用時(shí)長，設(shè)定pwm整流器對應(yīng)該劃分區(qū)域單次處理的參考時(shí)長，將各技術(shù)人員的各處理過程所用時(shí)長與設(shè)定的參考時(shí)長進(jìn)行比對，若其中一組處理過程所用時(shí)長高于設(shè)定的參考時(shí)長，則將該次處理過程標(biāo)記為耗時(shí)較長次數(shù)；若其中一組處理過程所用時(shí)長低于設(shè)定的參考時(shí)長，則將該次處理過程標(biāo)記為耗時(shí)較短次數(shù)；

24、計(jì)算各技術(shù)人員耗時(shí)較短次數(shù)和耗時(shí)較長次數(shù)之間的比值，將計(jì)算的比值作為各技術(shù)人員的處理速值，將處理速值記為eq2；

25、最后將各技術(shù)人員的處理次數(shù)標(biāo)記為eq3，將各技術(shù)人員的路程距離eq1、處理速值eq2以及處理次數(shù)eq3代入公式進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到各技術(shù)人員的處理效值tre；其中a1、a2以及a3分別為各技術(shù)人員路程距離eq1、處理速值eq2以及處理次數(shù)eq3的影響權(quán)重因子。

26、在一些實(shí)施例中，采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略，具體為：

27、電壓外環(huán)：采用電壓調(diào)節(jié)器，將直流電壓給定值與實(shí)際值的差值進(jìn)行處理，得到有功功率給定值；無功功率給定值設(shè)為零，以使功率因數(shù)為1；

28、電流內(nèi)環(huán)：采用前饋解耦控制策略，通過控制方程實(shí)現(xiàn)和的解耦控制；

29、同步dq坐標(biāo)系下的數(shù)字模型見公式（1），其中、是三相電網(wǎng)電動(dòng)勢、以及經(jīng)3s/2r坐標(biāo)變換后得到的d、q軸分量，、是三相電流、以及經(jīng)3s/2r坐標(biāo)變換后得到的d、q軸分量，開關(guān)函數(shù)=1表示上橋臂開通，下橋臂關(guān)斷，=0則反之，其中k=d或q；

30、則控制方程如下：

31、公式中、分別是調(diào)節(jié)器的比例、積分系數(shù)，、分別是調(diào)節(jié)器的比例、積分系數(shù)。

32、在一些實(shí)施例中，負(fù)載功率前饋控制策略具體內(nèi)容為：

33、直流側(cè)電壓不變，當(dāng)忽略電路損耗時(shí)網(wǎng)側(cè)與機(jī)側(cè)的輸入功率相等，即；其中為網(wǎng)側(cè)輸入有功功率，為機(jī)側(cè)輸入有功功率，、、分別為電機(jī)電子三相電壓，、、分別為三相定子電流；其中、、、、、、這7個(gè)量均為瞬時(shí)值；當(dāng)和變化時(shí)，根據(jù)功率平衡有；其中為直流電容的瞬時(shí)功率。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

35、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測pwm整流器各劃分區(qū)域的溫度變化并進(jìn)行分析，根據(jù)各劃分區(qū)域的分析結(jié)果構(gòu)建各劃分區(qū)域的溫度評估模型，從而可以實(shí)現(xiàn)針對性的區(qū)域分析，基于各劃分區(qū)域的溫度評估模型觸發(fā)對應(yīng)的預(yù)警信令并發(fā)送至技術(shù)人員的移動(dòng)終端，從而提高相響應(yīng)速度的同時(shí)保證了pwm整流器的可靠性和壽命；

36、本發(fā)明通過采用將機(jī)側(cè)有功功率前饋至網(wǎng)側(cè)有功功率給定值的負(fù)載功率前饋策略，引入負(fù)載功率前饋策略實(shí)現(xiàn)雙pwm頻的協(xié)調(diào)控制，不僅能減小網(wǎng)側(cè)電流的諧波，還可較好地抑制負(fù)載突變時(shí)直流電壓的波動(dòng)，加快整流側(cè)和逆變側(cè)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，明顯增強(qiáng)系統(tǒng)的抗擾能力，從而減小電容體積并降低成本；

37、本發(fā)明通過電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制，整流器能夠?qū)崿F(xiàn)對直流電壓和電流的精確控制；設(shè)置無功功率給定值為零，確保了功率因數(shù)為1，從而提高了系統(tǒng)的能效和減少了電網(wǎng)的無功功率負(fù)擔(dān)。