电感不平衡条件下三相pwm并网逆变器的解耦控制方法
【专利摘要】电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法，本发明属于电气控制领域。为了解决在三相PWM并网逆变器交流侧电感不平衡时无法实现对dq轴有效解耦的问题。包括：获得电网三相电压信号和逆变器交流侧三相电流信号；将获得的信号分别经Clark变换和Park变换获得同步旋转坐标系下的电网电压信号和交流侧电流信号；根据逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，且逆变器交流侧三相电感不平衡时，建立逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型；根据数学模型和获得同步旋转坐标系下的信号，建立同步旋转坐标系的电流环控制器，实现在电感不平衡时对三相PWM并网逆变器的解耦控制。它用于对电感不平衡的三相PWM并网逆变器的进行解耦。
【专利说明】电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电气控制领域。
【背景技术】
[0002]三相PWM并网逆变器因其交流侧输出电流正弦、功率因数高、电流畸变小，在电力电子行业中备受关注。一般而言，三相PWM并网逆变器控制系统都含有电流环，而且逆变器性能在很大程度上取决于电流环控制效果。在对逆变器设计电流控制器时，控制策略的提出常常是以电网平衡以及逆变器三相电感平衡为前提。而实际应用中，由于生产工艺的限制以及环境等因素的影响，逆变器系统的三相电感存在一定的不平衡，而且这种差异可能随着使用时间的变化和环境的影响而变大，影响逆变器的正常运行。
[0003]三相PWM并网逆变器交流侧三相电感不平衡直接影响到逆变器的性能，在三相电感不平衡情况下，采用传统的电流控制方法无法实现对dq轴的有效解耦，电流环d轴和q轴之间存在二倍电网频率的交流耦合量。稳态时，耦合量会在电感上产生负序电压干扰，导致逆变器输出电流不平衡，甚至畸变。因此，需要改进控制算法来消除交流耦合量的不利影响，改善电流控制效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决目前的在三相PWM并网逆变器交流侧三相电感不平衡时，传统电流控制方法无法实现对dq轴有效解耦的问题，本发明提供一种电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法。
[0005]本发明的电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法，
[0006]它包括如下步骤:
[0007]步骤一、利用电压传感器获得电网三相电压信号uga、Ugb和ug。，利用电流传感器获得逆变器交流侧三相电流信号ia、ib和i。；将获得的电网三相电压信号经Clark变换和Park变换获得两相同步旋转坐标系下的电网电压信号Ugd和Ugq，将获得的逆变器交流侧三相电流信号经Clark变换和Park变换获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电流信号id和iq;步骤二、根据逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，且当在逆变器交流侧三相电感不平衡时，建立逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型；
[0008]步骤三、根据步骤二建立的数学模型，建立两相同步旋转坐标系的d轴和q轴有效解耦的电流环控制器，其输入为交流侧电流信号和电网电压信号，输出为两相同步旋转坐标系下逆变器交流侧电压给定值Ud 和U(LMf，根据建立的电流环控制器在电感不平衡条件下进行三相PWM并网逆变器的解耦控制。
[0009]本发明的有益效果在于，本发明建立了两相同步旋转坐标系下逆变器三相电感不平衡条件下的数学模型，并根据数学模型提出了一种电流解耦控制策略，所提方法能够在三相电感不平衡条件下实现对d轴q轴电流有效解耦，消除因三相电感不平衡引起的输出电流不平衡的不利影响。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的拓扑结构示意图。
[0011]图2为电感不平衡条件下建立的逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型的原理示意图。
[0012]图3为电感不平衡条件下建立的电流环控制器的原理示意图，虚线框内为电流环控制器的受控模型。
【具体实施方式】
[0013]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法，它包括如下步骤:
[0014]步骤一、利用电压传感器获得电网三相电压信号uga、Ugb和ug。，利用电流传感器获得逆变器交流侧三相电流信号ia、ib和i。；将获得的电网三相电压信号经Clark变换和Park变换获得两相同步旋转坐标系下的电网电压信号Ugd和Ugq，将获得的逆变器交流侧三相电流信号经Clark变换和Park变换获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电流信号id和
i,;
[0015]步骤二、根据逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，且当在逆变器交流侧三相电感不平衡时，建立逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型；
[0016]步骤三、根据步骤二建立的数学模型，建立两相同步旋转坐标系的d轴和q轴有效解耦的电流环控制器，其输入为交流侧两相电流信号和电网电压信号，输出为两相同步旋转坐标系下逆变器交流侧电压给定值Ud %和U(LMf，根据建立的电流环控制器在电感不平衡条件下进行三相PWM并网逆变器的解耦控制。
[0017]本实施方式中，Ugd和Ugq分别表示电网电压信号在两相同步旋转坐标系下d轴和q轴的分量，id和i,分别表示交流侧两相电流信号在两相同步旋转坐标系下d轴和q轴的分量，Ud μ和U(LMf分别表示逆变器交流侧电压给定值在两相同步旋转坐标系下d轴和q轴的分量。
[0018]【具体实施方式】二:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一所述的电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法的进一步限定，
[0019]所述步骤二中，根据逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，且当在逆变器交流侧三相电感不平衡时，建立逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型的方法为:
[0020]所述逆变器在三相静止坐标系下的数学模型为:
【权利要求】
1.电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤一、利用电压传感器获得电网三相电压信号uga、Ugb和ug。，利用电流传感器获得逆变器交流侧三相电流信号ia、ib和i。；将获得的电网三相电压信号经Clark变换和Park变换获得两相同步旋转坐标系下的电网电压信号Ugd和ugq，将获得的逆变器交流侧三相电流信号经Clark变换和Park变换获得两相同步旋转坐标系下的交流侧电流信号id和i,； 步骤二、根据逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，且当在逆变器交流侧三相电感不平衡时，建立逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型； 步骤三、根据步骤二建立的数学模型，建立两相同步旋转坐标系的d轴和q轴有效解耦的电流环控制器，其输入为交流侧两相电流信号和电网电压信号，输出为两相同步旋转坐标系下逆变器交流侧电压给定值ud 和U(LMf，根据建立的电流环控制器在电感不平衡条件下进行三相PWM并网逆变器的解耦控制。
2.根据权利要求1所述的电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法，其特征在于， 所述步骤二中，根据逆变器在三相静止坐标系下的数学模型，且当在逆变器交流侧三相电感不平衡时，建立逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型的方法为: 所述逆变器在三相静止坐标系下的数学模型为:
3.根据权利要求2所述的电感不平衡条件下三相PWM并网逆变器的解耦控制方法，其特征在于， 步骤三中，根据步骤二建立的数学模型，建立两相同步旋转坐标系的d轴和q轴有效解耦的电流环控制器的方法为: 根据电感不平衡条件下逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，得到:
【文档编号】H02M7/5387GK103973151SQ201410242168
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】张学广, 马彦, 陈辉, 王天一, 卢阳明, 徐殿国 申请人:哈尔滨工业大学