【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子领域，具体涉及一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法。
技术介绍
1、电力系统中，由于电网不对称故障、大容量单相负载投入、传输阻抗不匹配、可再生能源并网等原因，三相电网不平衡情况时有发生。当电网发生不平衡时，若依然采用电网平衡下的控制策略，会使得整流器工作状态异常，出现网侧电流畸变和直流侧电压振荡现象，甚至烧坏整流器装置。为此，大量学者研究了针对不平衡电网工况的高性能控制策略，达到抑制负序电流和消除电压纹波的目的。根据不平衡电网下的数学模型，当保证三相电流平衡对称时，电网中的负序电压与正序电流相乘会产生二次波动功率，通过整流器的调制作用传递到直流侧，导致直流侧电压含有二次电压纹波，降低直流电压质量。传统解决方法是在直流侧并联大容量电解电容来抑制电压脉动纹波幅值，然而电解电容存在体积大、寿命短、可靠性低等缺点，影响着整流器系统的功率密度和运行可靠性。
2、文献“功率解耦型无电解电容pfc电路并联补偿控制”提出了插入二次功率吸收电路的解决方法，控制吸收电路中的储能电容去吸收二次波动功率，来消除直流电压中的二次波动分量。此种方式波动抑制效果好，能够保证恒定直流电压输出，但相对增加了系统的硬件成本。
3、因此，研究一种简单有效、无需增加硬件成本的二次波动功率抑制策略具备实际应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，利用整流器拓扑自身独有的飞跨电容去吸收因电网电压不平衡造成的二次
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，利用整流器拓扑自身独有的飞跨电容去吸收因电网电压不平衡造成的二次波动功率，抑制直流侧电压二次波动分量。
3、在本专利技术一实施例中，所述整流器为飞跨电容型多电平整流器。
4、在本专利技术一实施例中，所述整流器为整流器为带二倍频解耦电路的飞跨电容型两电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容c1、c2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间串联的开关管sx2、s′x2，以及串联的开关管sx1、s′x1，下标x代表桥臂a、b、c，sx2的发射极、s′x2的集电极经飞跨电容cxf和电感l1与sx1的发射极、s′x1的集电极连接，并连接至滤波电感。
5、在本专利技术一实施例中，所述整流器为飞跨电容型三电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容c1、c2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间依次串联的开关管sx2、sx1、s′x1、s′x2，下标x代表桥臂a、b、c，sx2的发射极与s′x2的集电极之间串联飞跨电容cxf，sx1的发射极与滤波电感相连。
6、在本专利技术一实施例中，所述整流器为飞跨电容型五电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容c1、c2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间依次串联的二极管dx1、dx2、dx3、dx4，下标x代表桥臂a、b、c，dx2阳极连接到电容c1和c2之间的端点n上，dx1阳极与dx3阳极之间有依次串联的开关管sx2、sx1、s′x1、s′x2，sx2的发射极与s′x2的集电极之间串联飞跨电容cxf，sx1的发射极与滤波电感相连。
7、在本专利技术一实施例中，所述方法包括如下步骤：
8、步骤1、采集电网电压、电流，控制整流器消除交流侧负序电流分量，计算得到三相调制波；
9、步骤2、提取直流电压二次纹波分量，计算得到飞跨电容电压指令值；
10、步骤3、根据飞跨电容电压指令值与飞跨电容电压设定值的偏差，计算得到调制波的相对调节量；
11、步骤4、注入零序补偿分量，保证桥臂端电压伏秒积平衡；
12、步骤5、将所得调制波与载波比较得到pwm信号，控制整流器运行。
13、在本专利技术一实施例中，步骤2具体为：
14、将直流电压采样值vdc减去直流电压指令值vdc*，得到直流电压纹波分量vdc_ripple，送入谐振频率为两倍电网频率的准比例谐振控制器，计算得到纹波分量指令值v2ω；电网电压不平衡下的飞跨电容电压指令值vfc*＝0.25vdc*+v2ω。
15、在本专利技术一实施例中，步骤3具体为：
16、根据飞跨电容电压指令值与飞跨电容电压设定值的偏差值vfc*-vxf，计算得到飞跨电容电压控制所需的电流值ixf*；
17、结合当前电流ix计算得到调制波的相对调节量δmx，满足δmx＝0.5ixf*/ix。
18、在本专利技术一实施例中，步骤4中，注入的零序补偿分量为mo＝δmx*(1-4vxf/vdc*)。
19、在本专利技术一实施例中，步骤5中，与开关管(sx1,s′x1)、(sx2,s′x2)对应的调制波mx1、mx2满足
20、
21、其中mx为步骤1计算得到的三相调制波；
22、将mx1、mx2分别与互差180°的对称三角载波tr1、tr2比较得到开关管(sx1,s′x1)、(sx2,s′x2)的pwm信号，控制整流器运行。
23、本专利技术还提供了一种网压不平衡下二次功率波动抑制系统，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
24、本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
25、相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
26、(1)本方法能够消除负序电流和吸收二次纹波功率，同时保证三相交流电流对称和直流电压恒定；
27、(2)本方法仅依靠飞跨电容型多电平整流器自身的飞跨电容去吸收二次波动功率，无需增加任何外部器件，利于提高系统功率密度和降低硬件成本，能够实现全工况下的稳定运行。
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1.一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，利用整流器拓扑自身独有的飞跨电容去吸收因电网电压不平衡造成的二次波动功率，抑制直流侧电压二次波动分量。
2.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为飞跨电容型多电平整流器。
3.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为带二倍频解耦电路的飞跨电容型两电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容C1、C2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间串联的开关管Sx2、S′x2，以及串联的开关管Sx1、S′x1，下标x代表桥臂a、b、c，Sx2的发射极、S′x2的集电极经飞跨电容Cxf和电感L1与Sx1的发射极、S′x1的集电极连接，并连接至滤波电感。
4.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为飞跨电容型三电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容C1、C2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间依次串联的开关管Sx2、Sx1、S′x1、S′
5.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为飞跨电容型五电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容C1、C2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间依次串联的二极管Dx1、Dx2、Dx3、Dx4，下标x代表桥臂a、b、c，Dx2阳极连接到电容C1和C2之间的端点n上，Dx1阳极与Dx3阳极之间有依次串联的开关管Sx2、Sx1、S′x1、S′x2，Sx2的发射极与S′x2的集电极之间串联飞跨电容Cxf，Sx1的发射极与滤波电感相连。
6.根据权利要求3-5任一所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，步骤2具体为：
8.根据权利要求6所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，步骤3具体为：
9.根据权利要求6所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，步骤4中，注入的零序补偿分量为mo＝Δmx*(1-4vxf/Vdc*)，其中，vxf为飞跨电容电压设定值，Δmx为调制波的相对调节量，Vdc*为直流电压指令值。
10.根据权利要求6所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，步骤5中，与开关管(Sx1,S′x1)、(Sx2,S′x2)对应的调制波mx1、mx2满足
...【技术特征摘要】
1.一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，利用整流器拓扑自身独有的飞跨电容去吸收因电网电压不平衡造成的二次波动功率，抑制直流侧电压二次波动分量。
2.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为飞跨电容型多电平整流器。
3.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为带二倍频解耦电路的飞跨电容型两电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容c1、c2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间串联的开关管sx2、s′x2，以及串联的开关管sx1、s′x1，下标x代表桥臂a、b、c，sx2的发射极、s′x2的集电极经飞跨电容cxf和电感l1与sx1的发射极、s′x1的集电极连接，并连接至滤波电感。
4.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制方法，其特征在于，所述整流器为飞跨电容型三电平整流器，包括三相桥臂，三相桥臂并联到由串联电容c1、c2组成的直流母线上；单相桥臂包括直流母线正负端点之间依次串联的开关管sx2、sx1、s′x1、s′x2，下标x代表桥臂a、b、c，sx2的发射极与s′x2的集电极之间串联飞跨电容cxf，sx1的发射极与滤波电感相连。
5.根据权利要求1所述的一种网压不平衡下二次功率波动抑制...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟铭，吴涵，范元亮，陈石川，李泽文，黄兴华，林建利，李凌斐，张延辉，王健，徐煜祥，江恒，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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