[发明专利]基于虚拟电阻的电流源型整流器及并网控制方法

权利要求书

1.基于虚拟电阻的电流源型整流器，其特征在于：所述整流器由整流桥、微处理器及整流桥功率器件驱动单元组成，所述的整流桥通过整流桥功率器件驱动单元与微处理器连接通信；所述整流桥的交流侧依次配置有交流滤波电感、交流滤波电容和交流侧电压传感器；在整流桥的直流侧配置有直流电感、直流稳压电容、直流电压检测单元和直流电流检测单元。

2.如权利要求1所述的基于虚拟电阻的电流源型整流器，其特征在于：所述微处理器内依次配备有锁相环、直流电压控制器、交流电流控制器、加法器和空间矢量PWM脉冲生成单元。

3.如权利要求1所述的基于虚拟电阻的电流源型整流器，其特征在于：所述交流电流控制器内有坐标变换单元、d轴虚拟电阻调节器、q轴虚拟电阻调节器和除法器。

4.如权利要求3所述的基于虚拟电阻的电流源型整流器，其特征在于：所述的虚拟电阻调节器包含高通滤波器和虚拟电导环节。

5.利用如权利要求1所述的基于虚拟电阻的电流源型整流装置实现抑制谐振并降低并网电流总谐波畸变率的控制方法为：

第一步：整流器上电开机后，微处理器封锁脉冲，整流桥的交流侧电压传感器检测交流滤波电容电压u_a、u_b和u_c，微处理器采样该电压后对其进行锁相获得交流滤波电容电压的相位；

第二步：整流桥直流侧的直流电压检测单元和直流电流检测单元检测直流侧电压u_o和电流i_dc，微处理器对该电压和电流进行采样后，将其与直流电压给定u_ref作为微处理器内部直流电压控制器的输入，计算得到直流侧的控制量u_dc，控制量的计算方法如下：

u_err＝u_ref-u_o

vo=votemp+ωn3LdcCdc311Tsuerr]]>

udc=vo-2.2ωn2LdcCdc-1311uo-1.9ωnLdc311idc]]>

式中v_o和v_otemp为计算过程中的中间变量，T_s为采样频率，L_dc、C_dc分别为直流电感和直流稳压电容值，ω_n为改造后的直流侧系统的无阻尼振荡频率，一般取值为比直流侧LC的谐振频率稍大些。

第三步：交流电流控制器内的坐标变换单元通过坐标变换将三相静止坐标系下的交流滤波电容电压u_a、u_b和u_c变换为两相旋转坐标系下的电压u_d和u_q，u_d和u_q的计算方式为：

uduq=23sin(ωt)sin(ωt-23π)sin(ωt+23π)cos(ωt)cos(ωt-23π)cos(ωt+23π)uaubuc]]>

然后将u_d、u_q分别作为d轴和q轴虚拟阻抗调节器的输入，所述d轴和q轴虚拟电阻调节器都由高通滤波器s/(s+ω_HP)和电导环节1/R_H构成，其中ω_HP为高通滤波器的转折频率，R_H为需要实现的与交流滤波电容并联的虚拟电阻，微处理器内d轴和q轴虚拟电阻调节器的数字算法实现分别为：

IdDamp(k)=2ud(k)-2ud(k-1)+(2-ωHPTs)IdDamp(k-1)(2+ωHPTs)RH]]>

IqDamp(k)=2uq(k)-2uq(k-1)+(2-ωHPTs)IqDamp(k-1)(2+ωHPTs)RH]]>

其中u_d(k)、u_q(k)分别为d轴和q轴虚拟电阻调节器当前拍的输入；I_dDamp(k)、I_qDamp(k)为虚拟电阻调节器当前拍的输出；u_d(k-1)、u_q(k-1)为虚拟电阻调节器上一拍的输入，初始值为0；I_dDamp(k-1)、I_qDamp(k-1)为虚拟电阻调节器上一拍的输出，初始值为0；T_s为采样间隔时间，虚拟电阻调节器的输出经除法器除以直流母线电流后便得到控制量；

第四步：用加法器将交流侧控制量与直流侧控制量相加，得到总控制量后经空间矢量PWM脉冲生成单元产生空间矢量PWM脉冲，微处理器解除脉冲封锁，微处理器输出的PWM脉冲经整流桥功率器件驱动单元放大后控制整流桥各管的通断，随着给定电压的慢慢升高，整流装置平稳启动。