[发明专利]一种基于LCL滤波的可控整流器参数辨识方法

摘要

一种基于LCL滤波的可控整流器参数辨识方法，属于适合电感-电容-电感(LCL)滤波的参数辨识方法。所述一种基于LCL滤波的可控整流器参数辨识方法包括五个步骤：1、短路电流的获取过程；2、基于遗传算法的参数辨识；3、启动时电网初始相角的获取；4、LCL滤波条件下的电网虚拟磁链值的实时估算；5、LCL滤波条件下的系统定向角的获取。优点：1、采用遗传算法对电网参数进行辨识，实现了电网虚拟磁链初值及相位较为准确观测，实现了整流器平稳启动。2、获得考虑电网内电感的LCL滤波器谐振频率，给LCL滤波器的谐振抑制提供可靠依据。3、为基于LCL滤波的可控整流器无传感器运行提供了精确的电网虚拟磁链定向，有利于控制系统的稳定运行。

主权项

1.一种基于LCL滤波的可控整流器参数辨识方法，其特征是：所述可控整流器参数辨识方法包括五个步骤：1、短路电流的获取过程；2、基于遗传算法的参数辨识；3、启动时电网初始相角的获取；4、LCL滤波条件下的电网虚拟磁链值的实时估算；5、LCL滤波条件下的系统定向角的获取；具体步骤如下：步骤一、短路电流的获取过程为：步骤1.1、采样直流母线电压，此时为不可控整流所得电压；步骤1.2、向三桥臂整流电路6个功率器件发出持续时间为T的零矢量信号(0，0，0)或(1，1，1)，相当于整流电路所有上桥臂或下桥臂短路，这时电路相当于只有电网电源作用的三相对称电路；步骤1.3、通过霍尔电流传感器采样某相电流，以T/4为一个采样周期，采样4次，记录4个采样值；步骤二、基于遗传算法的参数辨识：步骤2.1、建立遗传算法适应度函数，将4个电流采样值作为真实值，将通过短路电流数学模型计算电流作为估计值；通过适应度函数计算的适应度作为辨识参数的选择标准；步骤2.2、采样所得的不可控整流直流母线电压，其大小在1/2至1倍线电压峰值之间波动，那么相电压幅值应该为直流母线电压的至倍之间；电压初始相位角取一个2π周期；工频角频率100π rad/s，取工频±1％的偏差为搜索范围；依据电网电感(L_r)加入会使谐振角频率ω_x单调下降，其极值为滤波器原有谐振频率的倍，则谐振角频率搜索范围在滤波器原有谐振频率到这一极值之间；步骤2.3、依据参数搜索范围，随机产生初始参数种群；将每组参数个体用于计算电流估计值，比较采样值与估计值的误差，得到适应度函数值；然后对种群进行选择运算，并保留精英种群，接着进行交叉和变异运算，生成新一代群体；根据算法停止条件，如进化代数或最小适应度值，判断计算是否终止，否则从第二步重新计算；步骤三、启动时电网初始相角的获取：步骤3.1、遗传算法的计算时间较长，电网初始相角需要重新计算；重新发出零矢量，持续时间为2个T/4，采样短路电流两次，采样间隔T/4；步骤3.2、依据短路电流模型，已知采样电流，和辨识所得的电网电压幅值U、频率ω以及LCL滤波器的谐振频率ω_x，反算初始相位角；其有两个解，通过另一采样电流验算，得到真实解；步骤四、LCL滤波条件下的电网虚拟磁链值的实时估算：步骤4.1、依据三相桥臂开关状态和直流母线电压计算整流侧三相电压，转化到两相静止坐标系下，采用低通滤波器得到两相静止坐标系下整流侧磁链；步骤4.2、检测整流侧电流，转化到两相静止坐标系下，依据电网内电感及LCL滤波器电感计算两相静止坐标系下电感磁链；步骤4.3、整流侧磁链与电感磁链相加，获得基于LCL滤波的实时电网虚拟磁链值(ψ_α，ψ_β)；步骤五、LCL滤波条件下的系统定向角的获取：步骤5.1、两相静止坐标系下电网虚拟磁链值ψ_β除以ψ_α，得到正切值；计算反正切函数，得到电网虚拟磁链定向角；步骤5.2、利用虚拟定向角，将整流侧电流、电容电流进行旋转坐标变换，将整流侧电压给定进行旋转坐标反变换，从而实现整流器的虚拟磁链定向控制。