[发明专利]一种单元级联型大功率高频融冰电源控制方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路融冰技术；尤其涉及一种单元级联型大功率高频融冰电源控制方法。

背景技术

在冬季冰冻雨雪天气下，线路覆冰容易引起导线舞动、跳闸停电、倒杆(塔)、导线折断等严重故障。目前常用的融冰方法有交流短路融冰法和直流融冰法等。然而，交流短路融冰和直流融冰需要对电网倒闸操作，融冰线路需要停运进行融冰，对于超高压和特高压输电线路由于停运将造成巨大的输电能力损失，并由于网架结构临时改变造成电网风险增加。因此，攻克在线融冰方法和技术至关重要具有极其重要的应用前景。

高频高压激励融冰方法是实现输电线路在线融冰的重要技术；它通过在覆冰导线上施加高频高压激励融冰电流，利用高频集肤效应和冰的电介质损耗原理产生综合均匀发热效应实现融冰，并与高频电流陷波装置、线路高频阻波器构成系统，使融冰电流仅限于线路融冰段流动从而实现在线融冰；常规的控制方式存在融冰激励输入电源谐波大，输入电流品质不高；输出侧输出谐波大，且产生环流，降低了融冰电源的安全性等技术问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种单元级联型大功率高频融冰电源控制方法，以解决现有技术融冰激励输入电源谐波大，输入电流品质不高；输出侧输出谐波大，且产生环流，降低了融冰电源的安全性等技术问题。

本发明技术方案：

一种单元级联型大功率高频融冰电源控制方法，它包括：

步骤1、输入侧利用瞬时直接电流控制，实现输入侧功率因数整流，直接电流控制由电流内环和电压外环的双闭环控制构成，抑制输入侧谐波；

步骤2、组合逆变器SPWM逆变控制，采用多重化组合相移H桥逆变器结构控制；

步骤3、组合逆变器采用输入均压输出均流控制。

步骤1所述电流内环和电压外环，电压外环采用P_I调节器，使直流输出电压u_d跟踪指定电压值u_d^*，保持输出直流侧电压稳定；电流内环采用电流控制，通过锁相环PLL检测输入网侧电压的频率和相位，并作为电流给定值i_s^*的指定频率和相位，同时作为电流内环的输入信号，使输入网侧电流i_s跟踪给定电流值i_s^*，继而实现输入侧功率因数可调；计算公式为：

式中：u_i为电流内环对调制电压的修正项，k为比例放大系数；T_i，K_p为PI调节器参数；u_s和i_s分别为输入网侧电压、电流；u_nm和ω分别为输入网侧电压峰值电压和电压角频率；i_d和u_d分别为输出直流电流、电压。

步骤2所述组合逆变器SPWM逆变控制，采用多重化组合相移H桥逆变器结构控制的控制方法为：在n重化逆变组合装置中，由数字信号处理DSP器产生正弦调制波和载波三角波，其中每个逆变器单元使用相同的调制波，并将载波三角波的相位相互错开2π/n角度，利用PWM技术中的波形生成和多重化技术中的波形迭加生成相移式PWM波形，产生的控制波形分别控制各个逆变器单元的可控晶闸管。

步骤3所述组合逆变器输入均压输出均流控制包括：输入均压环、输出电压环和电流内环控制；具体为：

系统输出电压v_o经K_v倍衰减后得到各个逆变器的输出电压采样值v_ofn，K_v为输出电压环采样系数；输出电压基准信号v_ref与各个逆变单元得到的输出电压采样值v_ofn相减后，经输出均压闭环PI调节器G_vo得到的所有信息量取平均值，得到公共基准电流i_ave，并作为平均电流母线的给定值；

各模块的直流电压输入信号v_cdn与输入均压母线参考信号v_{in_ref}相减，经输入均压环PI调节器G_vd得到各个逆变模块的直流误差信号v_errn，K_f为输入电压衰减系数；直流误差信号v_errn与公共基准电流i_ave经电流基准调节单元得到各个逆变器模块的电流基准值i_refn；