[发明专利]三相功率变换器变矢量个数直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种三相功率变换器变矢量个数直接功率控制方法，该方法是通过在瞬时功率理论的基础上得出改进矢量表，即在一个控制周期内同时引入一个或两个非零矢量和一个零矢量，然后根据电网电压位置角所在扇区、有功功率与无功功率的实际值和有功功率与无功功率的参考值，从改进矢量表中选择两个或三个可以同时减小有功功率、无功功率与参考值间误差的最佳电压矢量。本发明方法控制简单，算法简单，易于实现，可以明显地减小有功功率波动和电流谐波，保证系统的控制品质。

主权项

三相功率变换器变矢量个数直接功率控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、检测三相功率变换器系统的三相电网电压、三相输入电流和直流母线电压；(2)、将检测到的三相电网电压和三相输入电流经过3/2变换模块得到两相静止坐标系下的电网电压和输入电流采样值，并计算出有功功率与无功功率的实际值；(3)、将三相电网电压信号经过软件锁相环得到电网电压位置角，并将其分为0°‑60°、60°‑120°、120°‑180°、180°‑240°、240°‑300°和300°‑360°六个扇区；(4)、将直流母线电压参考值与步骤(1)得到的直流母线电压实际值做差，经过PI控制器得到电流参考值，电流参考值与直流母线电压实际值相乘得到有功功率参考值，且设无功功率的参考值为0；(5)、通过步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电压、有功功率与无功功率的实际值和8种不同的电压矢量计算出相应电压矢量作用下有功、无功功率的变化率，当变化率大于零时说明该电压矢量能使功率增加，当变化率小于零时说明该电压矢量能使功率减少；(6)、在不同扇区根据有功、无功功率变化率得出8种不同电压矢量中使有功功率增加且无功功率增加的两个非零矢量和使有功功率增加且无功功率减少的两个非零矢量，以及使有功功率减少且无功功率增加的一个非零矢量和使有功功率减少且无功功率减少的一个非零矢量，再考虑零矢量的加入，即每个扇区得到2组均包括两个非零矢量和一个零矢量的矢量组合和2组均包括一个非零矢量和一个零矢量的矢量组合，则电网电压在0°‑360°区间内，得出24组矢量组合；(7)、根据步骤(6)得到有功、无功功率在不同扇区内受不同电压矢量作用时的变化趋势，建立对应的改进矢量表；(8)、将步骤(2)得到的有功、无功功率的实际值和步骤(4)得到的有功、无功功率的参考值比较得出有功、无功功率实际值的变化趋势；(9)、根据电网电压位置角所在扇区和有功、无功功率实际值的变化趋势从步骤(7)中得到的改进矢量表中选择相应的电压矢量组，并根据该矢量组各个矢量对有功、无功功率的变化率和有功、无功功率的参考值与实际值的差值进行计算，得出相应矢量作用的时间；(10)、将步骤(9)得到的控制矢量作用的时间转换为控制功率器件的开关信号。