[发明专利]一种控制相位连续线性变化的脉冲宽度调制方法

说明书

本发明提供了一种控制相位连续线性变化的脉冲宽度调制方法，通过对多个基波子周期同步调制来获得更多的开关角变量，在不影响其它不可控频率的谐波前提下，以调频方式将被调制电压移动到输出目标间谐波，不仅保持二者幅值和初相位不变，而且还有效地抑制了周围频段寄生间谐波，使得输出目标间谐波电压波形质量好。为了更有效地减少方程组的维数，适当减少PWM逆变器输出时间基准，即逆变器运行在高频基波频率，使得在线求解相关开关角变量成为可行。该方法的显著优点是不仅开关频率低，而且频率控制范围广。应用前景是通过逆变器注入任意频率特定间谐波，来抑制间歇性新能源电网中的间谐波传播放大。

技术领域

本发明涉及电力系统间谐波抑制领域，特别涉及一种控制相位连续线性变化的脉冲宽度调制方法。

背景技术

大规模间歇性新能源并网中，电网运行与控制相关的一系列的问题中，有很大一部分是与间谐波有关的，加强电力系统谐波、间谐波的治理，对于确保电力系统运行的环保性、安全性和可靠性具有重要意义。现有针对间歇性新能源发电场站并网产生的振荡问题的解决方法存在不足，有源电力滤波器进行统一的谐波、间谐波补偿，但是不能精准地补偿某一个特定间谐波频率，而且其高开关频率会直接导致高开关损耗，需要一种大幅度降低电力电子装备功率且抑制振荡效果优良、工程实践简单的间歇性新能源发电场站振荡抑制方法。现有PWM方法主要关注逆变器输出基波控制，其逆变器输出电压调制效果取决于尽可能低的总谐波畸变率，没有直接针对间谐波的PWM方法研究，从间谐波控制的角度来看，现有的不同调制技术可能都不是合适的间谐波PWM控制方法。有文献提出在每个调制子周期控制基波相位线性变化一个增量的相位调制，这种相位调制PWM方法有寄生间谐波含量多，对基波的频谱搬迁效果不够好的问题，理论上频率控制范围最大是-50HzΔf50Hz。在低开关频率下要想达到较好的特定间谐波控制效果，开关角自由度不能太低。即使采用750Hz的开关频率，也需要14个自由度，求解14维超越方程组，计算难度大，存储的数据量多。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种控制高频基波相位连续线性变化的脉冲宽度调制方法，用低开关角自由度的PWM方法，将高频基波搬迁至特定间谐波，频率控制范围大，特定间谐波控制的效果好，并且极大地减少了计算量。

为实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

一种控制相位连续线性变化的脉冲宽度调制方法，包括以下步骤：

步骤1：设定拟控制产生的目标间谐波的频率、幅值、初相位，选择高频基波为相位调制的对象，以控制高频基波的相位连续线性变化。

作为优选，步骤1所述目标间谐波的频率为f_ih；

步骤1所述目标间谐波的幅度为A_ih；

步骤1所述目标间谐波的初相位为θ_ih；

步骤1所述高频基波的频率为f_h；

f_h∈{F₁、F₂、...、F_N}；

其中，F_l表示第l个高频基波的频率；

步骤2：计算目标间谐波与所选高频基波的频率差，根据频率差选择所选高频基波的相位调制方式、所选高频基波的相位变化速度；根据目标间谐波的幅值和初相位计算高频基波的幅值和初相位；

作为优选，步骤2包括：

步骤2.1：计算频率搬迁量，Δf＝f_ih-f_h，相位跟随时间变化且与频谱搬迁量成正比，θ(t)＝θ_h0+2πΔf·t；