一種無(wú)角度運(yùn)算svpwm的方法及并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法及并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，該無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法包括以下步驟：將三電平逆變器看作兩電平，只考慮大矢量和零矢量，判斷參考矢量所在的大扇區(qū)，并計(jì)算各合成矢量作用時(shí)間；通過簡(jiǎn)單的比較與計(jì)算便可得到參考矢量所在三電平空間矢量圖中的小扇區(qū)及各個(gè)合成矢量的作用時(shí)間；該三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)包括：直流母線電壓控制模塊，參考電流產(chǎn)生模塊和無(wú)角度運(yùn)算SVPWM模塊。本發(fā)明在保證系統(tǒng)功率能分別控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了該逆變系統(tǒng)的完全無(wú)角度運(yùn)算；運(yùn)用兩電平的空間矢量調(diào)制，線性的轉(zhuǎn)化到三電平空間矢量，完全避免了三角函數(shù)計(jì)算，大大降低了控制器的計(jì)算量，便于數(shù)字化，在工業(yè)應(yīng)用中具有明顯優(yōu)越性。
【專利說(shuō)明】—種無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法及并網(wǎng)逆變系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于逆變器數(shù)字化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法及并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，隨著能源市場(chǎng)和環(huán)境友好型能源需求的聯(lián)合，使分布式發(fā)電系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展。分布式發(fā)電單元包括可再生能源和不可再生能源，比如太陽(yáng)能電池組，風(fēng)能發(fā)電機(jī)，燃料發(fā)電機(jī)。對(duì)可再生能源的并網(wǎng)問題，電力電子技術(shù)起到了關(guān)鍵性的作用，特別是對(duì)于電壓源型逆變器。目前，為了讓逆變器控制系統(tǒng)的性能最優(yōu)，控制更簡(jiǎn)便，圍繞新的控制方式領(lǐng)域的研究越來(lái)越火熱。
[0003]隨著中高電壓應(yīng)用設(shè)備額定功率的不斷提高，刺激了多電平電力電子變流器的使用，從而促使新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)的控制策略的發(fā)展。中點(diǎn)鉗位型(NPC)是多電平電力電子變換器拓?fù)渲杏玫淖疃嗟囊环N。變流器電平數(shù)目的增加使得輸出電壓的質(zhì)量很高，開關(guān)頻率很低。此外，越來(lái)越低的電壓開關(guān)損耗使多電平變流器越來(lái)越受到關(guān)注。
[0004]三電平逆變器的輸出性能主要取決于調(diào)制算法，目前，SVPWM算法以其易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)、電壓利用率高、輸出波形諧波含量低等特點(diǎn)，在三電平逆變器中得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的SVPWM算法在進(jìn)行參考矢量扇區(qū)判斷及計(jì)算基本矢量作用時(shí)間方面，要涉及較多的三角函數(shù)運(yùn)算和坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，計(jì)算量大，給控制器帶來(lái)了很大負(fù)擔(dān)，同時(shí)，復(fù)雜的算法對(duì)高精度實(shí)時(shí)控制產(chǎn)生了不可忽視的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法及并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，旨在解決傳統(tǒng)的SVPWM算法存在的算法復(fù)雜、計(jì)算量大的問題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法，該無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法包括以下步驟:
[0007]步驟一，將三電平逆變器看作兩電平，只考慮大矢量和零矢量，判斷參考矢量所在的大扇區(qū)，并計(jì)算各合成矢量作用時(shí)間；
[0008]步驟二，通過簡(jiǎn)單的比較與計(jì)算便可得到參考矢量所在三電平空間矢量圖中的小扇區(qū)及各個(gè)合成矢量的作用時(shí)間。
[0009]進(jìn)一步，步驟一的具體方法為:
[0010]第一步，判斷電壓矢量所在的大扇區(qū)，假設(shè)需要合成的指令電壓矢量處在第一大扇區(qū)，對(duì)其進(jìn)行分解有:
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法，其特征在于，該無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法包括以下步驟: 步驟一，將三電平逆變器看作兩電平，只考慮大矢量和零矢量，判斷參考矢量所在的大扇區(qū)，并計(jì)算各合成矢量作用時(shí)間； 步驟二，通過簡(jiǎn)單的比較與計(jì)算便可得到參考矢量所在三電平空間矢量圖中的小扇區(qū)及各個(gè)合成矢量的作用時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法，其特征在于，步驟一的具體方法為: 第一步，判斷電壓矢量所在的大扇區(qū)，假設(shè)需要合成的指令電壓矢量處在第一大扇區(qū)，對(duì)進(jìn)行分解有:
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)角度運(yùn)算SVPWM的方法，其特征在于，步驟二的具體方法為: 第一步，判斷電壓矢量所在的小扇區(qū)位置； 三電平逆變器空間矢量PWM —般算法是:
4.一種三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，該三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)包括:直流母線電壓控制模塊，參考電流產(chǎn)生模塊和無(wú)角度運(yùn)算SVPWM模塊； 直流母線電壓控制模塊，采用模糊邏輯控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓外環(huán)控制，用于提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，輸入為直流母線電壓的誤差，輸出作為給定有功功率； 參考電流產(chǎn)生模塊，與直流母線電壓控制模塊連接，采用PR控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI控制器，用于實(shí)現(xiàn)直接對(duì)兩相靜止α-β坐標(biāo)系下的交流電流的無(wú)靜差控制，完全無(wú)角度運(yùn)算，輸入為前端得到的有功功率和給定的無(wú)功功率，輸出為α-β坐標(biāo)系下的給定參考電流；無(wú)角度運(yùn)算SVPWM模塊，與參考電流產(chǎn)生模塊連接，運(yùn)用兩電平的空間矢量調(diào)制，用于線性的轉(zhuǎn)化到三電平空間矢量，輸入為α-β坐標(biāo)系下的給定參考電流經(jīng)過PR控制器后得到坐標(biāo)系下的給定參考電壓矢量，即需要調(diào)制的電壓矢量。
5.如權(quán)利要求4所述的三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，直流母線電壓控制模塊通過控制逆變器的參考有功功率pMf，inv能控制直流母線電壓，模糊邏輯控制器，用來(lái)計(jì)算逆變器的參考有功功率，控制器的兩個(gè)輸入為直流母線電壓的誤差e和誤差變化率Δ e，輸出為逆變器的參考有功功率pMf，inv。
6.如權(quán)利要求4所述的三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)并網(wǎng)逆變器運(yùn)行在單位功率因素狀態(tài)時(shí)，無(wú)功功率Qratinv的參考值設(shè)為O,通過下式,在α-β參考坐標(biāo)下由PMf，inv和qrrf，inv計(jì)算出參考電流iraf，α和@ ；
7.如權(quán)利要求4所述的三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，模糊控制器采用Mamdani法推理并用極大極小法擬合,如下式:
8.如權(quán)利要求4所述的三電平電壓源型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于逆變器的電流控制和參考電壓的產(chǎn)生，通常采用兩個(gè)PI控制器，分別對(duì)應(yīng)每個(gè)軸，PI控制器能處理直流量，因此需要對(duì)電流進(jìn)行d-q坐標(biāo)變換，如下式:
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103560691SQ201310554843
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】董秀成, 鐘順時(shí), 王小龍 申請(qǐng)人:西華大學(xué)