技术特征：
1.一种电压源变换器直接功率控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，采集两相α、β静止坐标系下的电压向量u
s
和电流向量i
s
并计算瞬时有功功率p和瞬时无功功率q；步骤2，将步骤1得到的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q经过等功率的3s/2变换，得到dq坐标系下的电气量表达式，在dq坐标系下对瞬时有功功率p和瞬时无功功率q进行微分，分别得到瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt；步骤3，根据瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt，计算出同一矢量在不同扇区内对有功功率和无功功率的增减关系，进而得出各个扇区电压矢量对功率控制的影响强度表；步骤4，根据步骤3所得的电压矢量对功率的影响强度表确定开关表；步骤5，将有功功率p和无功功率q的给定值与实际值进行滞环差值比较，其中，p的给定值pref是由pi控制器的输出值和采样得到的实际电压值相乘得到，q的给定值qref直接默认为零，然后通过查询开关表选择电压矢量来驱动变换器作业。2.根据权利要求1所述的一种电压源变换器直接功率控制方法，其特征在于，所述步骤2中，在d-q坐标将u、i分量分别表示为：计算瞬时有功功率p和瞬时无功功率q，分别为：其中，i
d
、i
q
分别为三相并网电流在两相旋转坐标系下的分量，u
d
、u
q
分别为三相并网电压在两相旋转坐标系下的分量，由于u
q
为零，得到p＝u
d
i
d
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)；q＝u
q
i
q
ꢀꢀꢀ
(4)；计算d-q坐标系下瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt分别为：其中，l为并网滤波器电抗器值，s
d
，s
q
分别是两相并网变换器输出开关状态，u
dc
是直流侧输出电压；反解瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt的表达式，计算出两相并网变换器输出开关状态s
d
、s
q
的开关函数：
其中，ω为电网的角频率，t为时间；s
a
、s
b
、s
c
分别为三相并网变换器的输出开关状态。3.根据权利要求2所述的一种电压源变换器直接功率控制方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：步骤3.1，将变换器输出的8个电压矢量表示为：u0(000)～u7(111)，其中定义u0(000)和u7(111)两个矢量为零矢量，其余六个非零矢量分别为u1(100)、u2(110)、u3(010)、u4(011)、u5(001)和u6(101)；各电压矢量括号内的内容表示三相变换器输出的开关状态，每项仅为0或1，三相开关全部组合由000～111依次排列；即三相开关s
a
、s
b
、s
c
均具有八个开关状态；除去两个零矢量，将剩余六个电压矢量分为12个扇区，分别为θ1～θ
12
，θ1表示0～30
°
的扇区，依次推出六个电压矢量每两个相邻矢量之间相差60
°
，用u0、u1......u7分别表示u
0-u7上述相应的8个电压空间矢量，以u1为θ1的起点，逆时针每隔60
°
依次为u2......u6；将s
a
、s
b
、s
c
的全部状态000～111带入开关函数，可得到s
d
、s
q
的八个开关状态表达式，其中u1(100)状态计算得到：基于u1(100)对比开关函数可以得到对应的有功功率和无功功率为：步骤3.2，u-u
i
矢量在i
d
和i
q
轴的投影就分别表示了有功功率和无功功率的调节效果，i
d
轴的投影与i
d
同向时有功功率增大，反之减小，i
q
轴的投影与i
q
同向时无功功率减小，反之增大。且u-u
i
与i
d
轴夹角变小时，影响有功功率的调节程度变大，u-u
i
与i
q
轴夹角变小时，影响无功功率的调节程度变大，以90
°
为一个周期，每30
°
的调节为强度进阶等级，用“+”表示功率强度增加，“++”表示功率增加强度大，用“+++”表示功率增加强度最大；用
“‑”
表示功率强度减小，
“‑‑”
表示功率减小强度大，
“‑‑‑”
表示功率减小强度最大，根据计算数值得到影响强度表。4.根据权利要求3所述的一种电压源变换器直接功率控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：通过滞环比较器输出的滞环信号有功功率偏离参考功率s
p
或无功功率偏离参考功率s
q
表示实际功率偏离参考功率的状态、s
p
或s
q
共三种状态，三种状态分别对应-1、0、1；针对有功功率进行选择：在各个扇区内，单个扇区的调节过程为：
当s
p
＝1，s
q
＝1时，表示要增加有功功率和无功功率，分别选用电压是矢量u2和电压矢量u3；当s
p
＝1，s
q
＝0时，表示要增加有功功率的电压矢量，要减小无功功率的电压矢量，分别选用电压矢量u5和电压矢量u6；当s
p
＝0时，进行无功功率调节；s
q
＝1时，要增加无功功率，可选用电压矢量u1、u3；s
q
＝0，要减小无功功率，可选用电压矢量u5、u1；当s
p
＝-1时，要减小有功功率；当s
q
＝1，要增加无功功率，可选用电压矢量u1、u2；s
q
＝0，要无功功率减小，可选用电压矢量u6、u1。根据不同s
p
和s
q
为不同状态时，按照上述过程依次得到各个扇区内，选择兼容两者的同一电压矢量，如s
p
＝1，s
q
＝1时选择电压矢量u2，最终可确定开关表。5.根据权利要求4所述的一种电压源变换器直接功率控制方法，其特征在于，所述步骤5的具体过程为：将有功功率p和无功功率q的给定值与实际值进行滞环差值比较，得到开关信号s
p
和s
q
，再将s
p
和s
q
以及扇区θ三个变量送入状态开关表中，根据三者的值输出对应的电压信号后查询开关表用s
a
，s
b
，s
c
驱动变换器作业。6.根据权利要求5所述的一种电压源变换器直接功率控制方法，其特征在于，所述步骤5中，开关信号s
p
的求解过程为：当pref-p<h
p
时，sp＝-1；当-h
p
<pref-p<0时，dp/dt>0，sp＝-1；dp/dt<0，sp＝0；当0<pref-p<h
p
,时，dp/dt>0，sp＝0；dp/dt<0，sp＝1；当pref-p>h
p
时，sp＝1；sq的求解过程为：当q>h
q
时，sq＝-1；当h
q
>q>0时，dq/dt>0，sq＝-1；dq/dt<0，sq＝0；当0>q>-h
q
时，dq/dt>0，sq＝0；dq/dt<0，sq＝1；当p<h
q
时，sq＝1。其中，阈值h
p
和h
q
均大于0。
技术总结
本发明公开了一种电压源变换器直接功率控制方法，具体为：步骤1，采集两相α、β静止坐标系下的电压向量U
技术研发人员：李宁 安卓尔 王炫 张世乾 邓捷
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/2/15