并联电力变换控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种并联电力变换控制装置，包括：总电流指令生成器，权重系数确定单元，总电流指令分配器，反馈电流计算器，电流控制器，根据所述电力变换器的输出电流值计算对应电力变换器的环流的环流计算器，根据所述环流计算器的计算结果对所述电力变换器的环流进行控制并输出环流补偿电压信号的环流控制器，根据所述电流控制器输出的所述控制电压信号和所述环流控制器输出的所述环流补偿电压信号生成用于PWM单元进行脉宽调制所需的调制信号的调制信号生成器。本发明专利技术可以有效提高总输出电流对总电流指令值的跟踪性能和环流抑制效果，有效降低微处理器的计算负荷。

【技术实现步骤摘要】
并联电力变换控制装置
本专利技术涉及电力变换装置控制领域，特别是涉及一种用于由至少2个电力变换器并联构成的并联电力变换系统的并联电力变换控制装置。
技术介绍
电力变换装置的并联是扩大电力变换装置功率、提高可靠性、实现电力变换装置功率灵活调整的重要技术手段。文献1(用于电机传动系统的多逆变器并联控制技术，电机与控制学报，2010，14(2)：36-40,46)提出对各逆变器进行独立控制使其电流跟踪其期望值，从而实现各逆变器总电流对其指令值的跟踪(后续称之为独立电流跟踪法)。尽管它通过将各逆变器电流指令值设定为总期望电流的n(n为逆变器数量)等分、通过控制使各逆变器的实际电流跟踪其电流指令值，使得该控制方法具备了一定的环流抑制作用，但该控制方法没有用于抑制环流的环流控制器，当各逆变器因模块特性等原因出现环流时，该控制方法并未利用环流信息进行及时补偿，因此该控制方法的环流抑制效果(如：环流抑制程度和快速性)有待改善，而且由于需要设置与并联逆变器数量相同数量的电流控制器，因此当并联逆变器数量较大时，会导致用于执行控制的微处理器的计算负荷过大。文献2(Modeling,Analysis,andImplementationofParallelMulti-InverterSystemsWithInstantaneousAverage-Current-SharingScheme,IEEETrans.PowerElectronics,2003,18(3):844-856)提出了利用环流控制器(即Outercurrent-sharingloop,H1……Hn)对调制电压信号进行补偿从而实现各电力变换器间的均流(即环流抑制)的方法(后续称之为基于环流控制器的环流抑制方法)。显然，对文献1和文献2的控制方法进行综合，即将文献2的环流控制器添加至文献1的独立电流跟踪法中，则可有效克服独立电流跟踪法的不足之处。但是，独立电流跟踪法是通过将各逆变器电流指令值设定为总期望电流的n(n≥2，为逆变器数量)等分、通过控制使各逆变器的实际电流跟踪其电流指令值来同时实现并联电力变换系统的两个控制目标——所有逆变器的总输出电流对总期望电流的跟踪和环流抑制，若是简单地增加环流控制器，则会因环流控制器的输出对调制电压信号的补偿而对单个逆变器的输出电流对该逆变器电流指令值的跟踪产生不利影响，并最终影响到所有逆变器的总输出电流对总电流指令值的跟踪效果。因此，如何在不影响总输出电流对总期望电流的跟踪效果的前提下将基于环流控制器的环流抑制方法融合进独立电流跟踪法，且融合后得到的新方法能够有效提高总输出电流对总电流指令值的跟踪性能和环流抑制效果、有效降低微处理器计算负荷就成为并联电力变换系统领域的一个有待解决的重要技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种并联电力变换控制装置，该控制装置可以在不影响总输出电流对总期望电流的跟踪效果的前提下，通过对独立电流跟踪法与基于环流控制器的环流抑制方法进行有机融合，最终使得总输出电流对总电流指令值的跟踪性能和环流抑制效果能够都能得到有效提高，且能有效降低微处理器计算负荷。为解决上述技术问题，本专利技术用于由至少2个电力变换器并联构成的并联电力变换系统的并联电力变换控制装置包括：总电流指令生成器：生成所述并联电力变换系统应输出的总电流指令值；权重系数确定单元：用于确定各电力变换器的电流在所述并联电力变换系统总输出电流中的占比，输出对应电力变换器的权重系数；总电流指令分配器：根据所述权重系数确定单元输出的所述权重系数对所述总电流指令生成器生成的总电流指令值进行分配，生成所述电力变换器的电流指令值；反馈电流计算器：根据所述并联电力变换系统的总输出电流值和所述权重系数确定单元输出的所述权重系数计算所述电力变换器的电流反馈值，并将其送给对应电力变换器的电流控制器，供后者执行对电流的控制。电流控制器：根据所述总电流指令分配器输出的所述电力变换器电流指令值和所述反馈电流计算器输出的所述电流反馈值进行控制，使得所述电流反馈值跟踪所述电力变换器的电流指令值，输出控制电压信号；环流计算器：根据所述电力变换器的输出电流值计算对应电力变换器的环流；环流控制器：根据所述环流计算器的计算结果对所述电力变换器的环流进行控制，并输出环流补偿电压信号；调制信号生成器：根据所述电流控制器输出的所述控制电压信号和所述环流控制器输出的所述环流补偿电压信号生成用于PWM单元进行脉宽调制所需的调制信号。所述总电流指令分配器按照下述规律对所述总电流指令生成器生成的所述总电流指令值进行分配：ik*＝αk×itotal*其中，ik*是第k个电力变换器的电流指令值，非负权重系数αk满足：itotal*是所述总电流指令生成器生成的总电流指令值，n(n≥2)是构成并联电力变换系统的电力变换器的数量。所述反馈电流计算器进一步包括：总输出电流计算单元：对所述电力变换器的全部电流值进行代数求和运算，输出所述并联电力变换系统的总输出电流值；反馈电流计算单元：根据将所述总输出电流计算单元输出的所述总输出电流值计算对应电力变换器的输出电流值。所述总输出电流计算单元按照下述规律计算所述总输出电流值：其中，ik是第k个电力变换器的电流值，n(n≥2)是构成并联电力变换系统的电力变换器的数量。所述反馈电流计算单元按照下述规律计算所述电力变换器的电流反馈值：ifb_k＝αk×itotal其中，ifb_k是第k个电力变换器的电流反馈值，αk即为第k个电力变换器的电流指令值的权重系数，itotal为所述总输出电流值。所述环流计算器按照如下任一公式计算所述环流：icorss_k＝ik-ifb_kicorss_k＝ik-(αk/αm)×im其中，icorss_k是第k个电力变换器的环流，ik和im是分别第k和m个电力变换器的电流值，ifb_k是第k个电力变换器的电流反馈值，αk和αm分别是第k和m个电力变换器的权重系数，m是基准电力变换器的序号。本专利技术可以达到的有益效果为：通过引入反馈电流计算器，电流控制器利用平均反馈电流对电力变换器的电流进行控制，实现了电流控制器的控制作用与环流控制器的补偿作用的解耦和独立电流跟踪法与基于环流控制器的环流抑制方法的有机融合，使得融合后得到的新控制系统中的电流控制器专注于所有逆变器的总输出电流对总期望电流的跟踪控制、环流控制器专注于各电力变换器的环流的抑制，克服了独立电流跟踪法因没有独立的环流控制器的控制而导致的环流抑制效果不佳、微处理器计算负荷大的缺点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的并联电力变换控制装置作进一步的详细说明：图1为本专利技术并联电力变换控制装置的第一种结构示意图；图2为本专利技术并联电力变换控制装置的第二种结构示意图。具体实施方式应用本专利技术并联电力变换控制装置的被控对象——并联电力变换系统由至少两个并联连接的电力变换器组成，这里的电力变换器可以为两相、三相甚至是更多相的逆变器或PWM整流器，电力变换器的交流侧的对应相相连后再连接至负载或电源(电网或发电装置)，直流侧的所有正端与所有负端分别相连后再与共同的直流电源(或等效直流电源，如二极管整流器的直流侧)相连，或者直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联电力变换控制装置，用于由n个电力变换器并联构成的并联电力变换系统，其中n≥2；其特征在于，所述控制装置包括：总电流指令生成器：生成所述并联电力变换系统应输出的总电流指令值；权重系数确定单元：用于确定各电力变换器的电流在所述并联电力变换系统总输出电流中的占比，输出对应电力变换器的权重系数；总电流指令分配器：根据所述权重系数确定单元输出的所述权重系数对所述总电流指令生成器生成的总电流指令值进行分配，生成所述电力变换器的电流指令值；反馈电流计算器：根据所述并联电力变换系统的总输出电流值和所述权重系数确定单元输出的所述权重系数计算所述电力变换器的电流反馈值，并将其送给对应电力变换器的电流控制器，供后者执行对电流的控制；电流控制器：根据所述总电流指令分配器输出的所述电力变换器的电流指令值和所述反馈电流计算器输出的所述电流反馈值进行控制，使得所述电流反馈值跟踪所述电力变换器的电流指令值，输出控制电压信号；环流计算器：根据所述电力变换器的输出电流值计算对应电力变换器的环流；环流控制器：根据所述环流计算器的计算结果对所述电力变换器的环流进行控制，并输出环流补偿电压信号；调制信号生成器：根据所述电流控制器输出的所述控制电压信号和所述环流控制器输出的所述环流补偿电压信号生成用于PWM单元进行脉宽调制所需的调制信号。...

【技术特征摘要】
1.一种并联电力变换控制装置，用于由n个电力变换器并联构成的并联电力变换系统，其中n≥2；所述控制装置包括：总电流指令生成器：生成所述并联电力变换系统应输出的总电流指令值；权重系数确定单元：用于确定各电力变换器的电流在所述并联电力变换系统总输出电流中的占比，输出对应电力变换器的权重系数；总电流指令分配器：根据所述权重系数确定单元输出的所述权重系数对所述总电流指令生成器生成的总电流指令值进行分配，生成所述电力变换器的电流指令值；其特征在于，反馈电流计算器：根据所述并联电力变换系统的总输出电流值和所述权重系数确定单元输出的所述权重系数计算所述电力变换器的电流反馈值，并将其送给对应电力变换器的电流控制器，供后者执行对电流的控制；电流控制器：根据所述总电流指令分配器输出的所述电力变换器的电流指令值和所述反馈电流计算器输出的所述电流反馈值进行控制，使得所述电流反馈值跟踪所述电力变换器的电流指令值，输出控制电压信号；环流计算器：根据所述电力变换器的输出电流值计算对应电力变换器的环流；环流控制器：根据所述环流计算器的计算结果对所述电力变换器的环流进行控制，并输出环流补偿电压信号；调制信号生成器：根据所述电流控制器输出的所述控制电压信号和所述环流控制器输出的所述环流补偿电压信号生成用于PWM单元进行脉宽调制所需的调制信号。2.根据权利要求1所述的并联电力变换控制装置，其特征在于：所述总电流指令分配器按照下述规律对所述总电流指令生成器生成的所述总电流指令值进行分配：ik*＝αk×itotal*其中，ik*为第k个电力变换器的电流指令值，非负权重系数αk满足：αi＝1，ito...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉东，
申请(专利权)人：上海三菱电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31