用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法

2023-06-15 01:43:11 1

用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法
【專利摘要】用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法，屬於電能變換領域，本發明為解決現有併網電流滯環控制算法的開關周期不固定造成的濾波電感設計困難和併網電流諧波較大的問題。本發明的過程為：在定時器達到周期值時，採集電網電壓的瞬時值，通過鎖相環模塊計算電網電壓的角頻率和相位角；計算電網電壓相位角的正弦值，獲取電網電壓的幅值；對幅值進行低通濾波；通過併網電流採樣模塊採集併網電流的瞬時值，獲取併網逆變器的濾波電感估算值；對濾波電感估算值進行低通濾波；獲取定時器新的周期值，以實現開關周期和頻率的固定控制。本發明用於對併網逆變器中的併網電流滯環控制算法中的開關周期進行固定控制。
【專利說明】用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電能變換領域，具體涉及一種用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法 。
【背景技術】
[0002]在單相併網逆變器中，為實現低諧波汙染、近單位功率因數運行，需要對併網電流的波形和相位進行實時控制。在用於單相併網電流的幾種控制策略中，電流滯環控制具有電流響應快、跟蹤精度高、無瞬態電流過衝等優點，得到了廣泛應用。但是在使用中存在如下問題:(1)傳統電流滯環控制方案的功率器件開關周期不固定，在某一區間功率器件開關周期過高，造成其開關損耗加大，降低系統整體使用壽命；(2)開關周期在整個工頻周期變化劇烈，為輸出濾波器的設計帶來較大難度；針對這一問題，現有方案採用近似固定開關周期的控制方案，這些方法算法複雜，而且受系統電氣參數影響較大；(3)傳統電流滯環控制方法普遍設置了一個電流滯環寬度，在採用數字方法實現時，離散的採樣方式對電流控制精度造成較大影響，為獲得較高的電流控制精度，需要較高的採樣周期，造成實現難度和成本均有所提聞。
[0003]專利「單相併網逆變器的併網電流單極性無環寬滯環控制裝置及方法，專利號ZL201110022722.3」公開了一種無環寬的數字式併網電流滯環控制裝置及方法，取消了電流滯環，在每個計算周期裡只需採樣實際的併網電流並通過一次實際電流和給定電流的比較就可以獲得併網逆變器各個開關管的控制信號，算法非常簡單，特別適合採用單片機、DSP等數位化控制晶片的實現。但是該方法採用了固定的計算周期，併網逆變器各個開關器件的開關周期存在較大波動，前述分析的電流滯環控制方法存在的問題在該專利公開的方法中仍然存在，沒有從根本上解決上述不足。

【發明內容】

[0004]本發明目的是為了解決現有併網電流滯環控制算法的開關周期不固定造成的濾波電感設計困難和併網電流諧波較大的問題，提供了一種用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法。
[0005]本發明所述用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法，該方法的具體過程為:
[0006]步驟一、在定時器達到周期值時，電網電壓採樣模塊採集電網電壓的瞬時值e(k)，k表示定時器的周期序號，通過鎖相環模塊計算電網電壓的角頻率ω和相位角Θ ；
[0007]步驟二、計算電網電壓相位角Θ的正弦值，然後獲取電網電壓的幅值Em(k):
[0008]) = -^7 ⑴；

sin(p)
[0009]步驟三、對步驟二中獲得的Em(k)進行低通濾波，所獲得的電網電壓幅值的濾波結果
【權利要求】
1.用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法，其特徵在於，該方法的具體過程為: 步驟一、在定時器達到周期值時，電網電壓採樣模塊採集電網電壓的瞬時值e (k)，k表示定時器的周期序號，通過鎖相環模塊計算電網電壓的角頻率ω和相位角Θ ； 步驟二、計算電網電壓相位角Θ的正弦值，然後獲取電網電壓的幅值Em(k)； 步驟三、對步驟二中獲得的Em(k)進行低通濾波，所獲得的電網電壓幅值的濾波結果KKf)為:
2.根據權利要求1所述用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法，其特徵在於，步驟二所述獲取電網電壓的幅值Em(k)的具體方法為:根據公式(I)求取
3.根據權利要求1所述用於併網電流滯環控制算法的開關周期固定控制方法，其特徵在於，步驟四所述獲取併網逆變器的濾波電感估算值Lest(k)的具體方法為:通過公式(3)獲取
【文檔編號】H02J3/38GK103532170SQ201310533135
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】駱素華, 吳鳳江, 駱林松, 馮帆, 張陸捷 申請人:哈爾濱工業大學