[发明专利]一种双向AC/DC变换器的虚拟惯性控制方法

摘要

本发明公开了一种双向AC/DC变换器的虚拟惯性控制方法，主要包括虚拟惯性控制、输出电流前馈控制和电压电流双环控制三个部分。虚拟惯性控制使得双向AC/DC变换器的直流侧具有较大的虚拟惯性，可平抑直流母线电压波动，且能够实现电压‑电流下垂功能，利于双向AC/DC变换器通过并联扩展系统容量；输出电流前馈控制可减小直流侧的功率突变对直流母线电压的影响，提升系统的暂态响应性能；直流电压外环采用比例积分控制，能无静差跟踪直流电压指令，并网电流内环采用同步旋转坐标系下的前馈解耦控制，能保证较低的电网电流畸变率。本发明使双向AC/DC变换器的直流侧具有较强的惯性，能够平抑直流侧功率突变而引起的直流母线电压大幅波动，提高直流母线的电压质量。

主权项

一种双向AC/DC变换器的虚拟惯性控制方法，适用于直流微电网的双向AC/DC变换器控制，双向AC/DC变换器系统包括直流母线、直流储能电容、三相桥电路、单L滤波电路、并/离网开关、采样调理电路、控制器、锁相环电路、驱动保护电路；所述直流母线、直流储能电容、三相桥电路、单L滤波电路依次连接，所述单L滤波电路通过所述并/离网开关接入三相电网；所述采样调理电路输入端与所述单L滤波电路及所述直流储能电容连接；所述控制器与所述驱动保护电路输入端、锁相环电路输出端、采样调理电路输出端连接；所述锁相环电路输入端与所述三相电网连接；所述驱动保护电路驱动所述三相桥电路中的全控型功率器件，其特征在于，包括以下步骤：1)在每个采样周期的起始点，控制器启动A/D转换器，对双向AC/DC变换器的直流输出电流io、直流母线电压udc、三相并网电流ia、ib、ic和三相电网电压ua、ub、uc分别进行采样，所有采样数据经A/D转换器转换后，通过并行接口送给控制器进行处理；2)控制器对步骤1)所采集得到的电网电压ua、ub、uc和并网电流ia、ib、ic进行abc/dq坐标旋转变换，得到dq坐标系下的电网电压ud、uq和并网电流id、iq；3)直流输出电流io经虚拟惯性控制，得到直流母线电压外环的参考指令4)将直流母线电压外环的参考指令和直流母线电压udc相减得到差值ev，将ev送入PI控制器，PI控制器的输出经限幅后，获得电压外环控制的电流幅值指令Iv*；5)通过输出电流前馈控制，计算输出电流前馈控制的电流幅值指令6)将电压外环控制的电流幅值指令Iv*和输出电流前馈控制的电流幅值指令Iff*相加合成并网电流q轴分量幅值指令并令并网电流d轴分量幅值指令为零；7)将并网电流q轴分量幅值指令d轴分量幅值指令分别与并网电流iq、id相减得到差值eiq、eid，通过前馈解耦控制，得到dq坐标系下的SPWM调制信号Dq、Dd；8)对dq坐标系下的SPWM调制信号Dq、Dd进行dq/abc坐标旋转变换，得到abc坐标系下的SPWM调制波Da、Db、Dc；9)对SPWM调制波Da、Db、Dc和三角载波进行双极性调制，得出三相桥电路开关管的占空比信号，经双向AC/DC变换器的驱动保护电路，控制三相桥电路开关管的开通与关断。