[发明专利]一种抑制大功率能量转换系统启动时冲击电流的方法

摘要

本发明公开了一种抑制大功率能量转换系统启动时冲击电流的方法，包括初始调制度计算步骤，该步骤通过初始调制度计算模块实现，初始调制度计算模块在大功率PCS每次启动之前动态计算需要的扰动或前馈，精确控制启动时刻逆变器的输出电压，从而抑制启动冲击电流。使用本发明的方法启动大功率PCS，在启动瞬间无论是IGBT电流还是并网电抗器电流均没有冲击电流出现。

主权项

一种抑制大功率能量转换系统启动时冲击电流的方法，其特征在于：包括初始调制度计算步骤，该步骤通过初始调制度计算模块实现，初始调制度计算模块在大功率能量转换系统每次启动之前动态计算需要的扰动或前馈，精确控制启动时刻逆变器的输出电压，从而抑制启动冲击电流；首先，保证模拟量采样中包括采样三相交流电压和直流电压；然后，PCS控制系统使用DSP来完成控制和运算，在软件算法中完成三相交流电压有效值和直流电压平均值的计算；最后，DSP控制软件使用离散控制，载波频率与计算频率相同，比较器比较值在载波过零点更新，第n个周期的计算值要在第n+1个周期生效；在第n个周期判断到启动命令以后按照公式计算并更新初始调制度；通过初始调制度计算模块计算启动时刻的初始调制度；对于直流电压Vdc，逆变器能输出的电压为：Vaclp＝mKVdc     (1)；其中Vaclp为逆变器输出线电压峰值；K为直流电压利用率、使用SVPWM调制时为1；m为调制度；使用SVPWM调制度，直流电压利用率K为1，由公式(1)得到初始调制度为：minit=VaclpKVdc=VaclpVdc---(2);]]>交流线电压的峰值使用三相电压有效值来计算：Vaclp=2(Vab_rms+Vbc_rms+Vca_rms)3---(3);]]>由公式(2)和公式(3)得到初始调制度为：minit=2(Vab_rms+Vbc_rms+Vca_rms)31Vdc---(4);]]>其中Vab_rms、Vbc_rms、Vca_rms为交流电网线电压有效值，Vdc为直流电压；启动时刻有功电流控制器、无功电流控制器输出均为0，使用三相锁相环对电网电压进行准确跟踪，使逆变器输出电压相位与电网电压相位完全同相，标幺化处理以后电压d轴分量Vd为接近1的数值，电压q轴分量Vq为接近0的数值；令：Vdm_init=minit-VdVqm_init=0-Vq---(5);]]>PCS每次启动时计算初始调制度，启动以后交流电流内环有功电流控制器和无功电流控制器开始进行计算，输出调制度，整个过程平滑切换，使交流侧并网电抗器上无冲击电流出现；其中：PCS为能量转换系统、V为逆变器输出电压、Vdc为直流电压、Vd为电网电压d轴分量、Vq为电网电压q轴分量、Vab_rms为交流电网线电压有效值、Vbc_rms为交流电网线电压有效值、Vca_rms为交流电网线电压有效值、minit为初始调制度、Vdm_init为d轴初始调制度、Vqm_init为q轴初始调制度。