并聯電力變換系統的控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力變換裝置控制領域，特別是涉及一種用于由多個電力變換器構成 的并聯電力變換系統的控制裝置。
【背景技術】
[0002] 電力變換裝置并聯技術是擴大電力變換裝置功率、提高可靠性、實現電力變換裝 置功率靈活調整的重要技術手段。環流是并聯電力變換裝置必須解決的問題，送使得環流 控制技術成為電力變換裝置并聯技術的關鍵與核必。
[0003] 中國發明專利CN200710121110. 3(申請日：2007. 08. 30)通過調節空間矢量調制 (SVPWM)中的零矢量PPP的作用時間來抑制背靠背變流器的并聯回路中的環流。但該控制 方法僅能對背靠背變流器中的零序環流起到抑制作用，對背靠背變流器中其它形式的環流 (IE邸陽SC2008,1937-1943)則是無法應對。
[0004] 研究表明，當采用共母線并聯電力變換控制方法對非共母線并聯電力變換裝置 (即背靠背變流器）中的環流進行抑制時，由于并聯電力變換裝置中的母線彼此不互聯，女口 果在控制器的控制下并聯電力變換裝置的各個整流器的各對應相電流彼此相同（此時環 流為零），則整流器的物理實際參數間存在的不可避免的差異會導致各母線電壓間的差異 會隨時間的增加而增大，最終導致母線電壓失控。因此，如何在保證各母線電壓受控的前提 下對非共母線并聯電力變換裝置中存在的各種環流進行有效抑制就成為并聯電力變換裝 置的一個有待解決的重要技術問題。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是提出一種并聯電力變換系統的控制裝置，該控制裝置 可W在保證各電力變換器電壓受控的前提下對并聯電力變換系統中存在的各種環流進行 有效抑制。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明并聯電力變換系統的控制裝置包括如下：
[0007] 電壓檢測器；用于對所述電力變換器的直流側電壓進行檢測；
[0008] 電流檢測器；用于對所述電力變換器的交流側電流進行檢測；
[0009] 電壓控制器；根據所述電壓檢測器輸出的電力變換器的直流側電壓及其指令值進 行控制，輸出對應于該電力變換器的期望電流指令值；
[0010] 電流控制器；根據所述電流檢測器輸出的電力變換器的交流側電流值及電壓控制 器輸出的電流控制器的期望電流指令值進行控制，輸出控制電壓信號；
[0011] 環流計算器；根據所述電力變換器的電流值計算對應電力變換器的環流值；
[0012] 調制信號生成器；根據所述電流控制器輸出的所述控制電壓信號和環流控制器輸 出的環流抑制信號生成PWM單元所需的調制信號；
[0013] PWM單元；根據所述調制信號生成器輸出的所述調制信號生成開關信號，用于實 現對構成所述并聯電力變換裝置的整流器部分的功率模塊的開通與關斷控制；
[0014] 環流補償計算單元；根據所述電壓控制器輸出的所述期望電流指令值計算環流補 償量；
[0015] 環流補償器；根據所述環流補償計算單元輸出的所述環流補償量對所述環流值或 環流指令值進行補償；
[0016] 環流控制器；根據所述環流計算器輸出的所述環流值和經所述環流補償器補償后 的環流指令值，或者經所述環流補償器補償后的所述環流值和所述環流指令值進行控制， 輸出所述調制信號生成器所需的所述環流抑制信號。
[0017] 所述環流計算器按照如下方式計算所述電力變換器的所述環流值：
[0018] 方式1 ;計算電力變換器的各相電流與所有電力變換器對應相的電流平均值間的 差值；
[0019] 方式2 ;選定某一電力變換器為基準電力變換器，基準電力變換器無環流；其余電 力變換器的環流計算方式為該電力變換器的各相電流與基準電力變換器對應相的電流值 間的差值。
[0020] 所述環流補償計算單元按照如下方式計算所述環流補償量：
[0021] 方式1 ;當所述環流計算器按照方式1計算所述環流值時，所述環流補償計算單元 利用與某一電力變換器對應的所述電壓控制器輸出的對應于該電力變換器的期望電流指 令值減去對應于所有電壓控制器輸出的所有期望電流指令值的平均值，并將得到的差值作 為與該電力變換器對應的所述環流補償量；
[0022] 方式2 ;當所述環流計算器按照方式2計算所述環流值時，所述環流補償計算單元 利用與非基準電力變換器對應的所述電壓控制器輸出的對應于該電力變換器的期望電流 指令值減去與非基準電力變換器對應的所述電壓控制器輸出的對應于基準電力變換器的 期望電流指令值，并將得到的差值作為與該電力變換器對應的所述環流補償量。
[0023] 所述電流值是由電流檢測裝置對所述電力變換器的電流進行檢測得到的檢測結 果，或者是電流檢測結果在經信號調理和/或坐標變換后得到的結果。
[0024] 本發明可W達到的有益效果為：
[0025] 可W在保證各電力變換器直流側電壓受控的前提下，對存在于并聯電力變換裝置 中的各種環流進行有效抑制。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明并聯電力變換系統的控制裝置的控制對象一并聯電力變換系統的 一種結構示意圖；
[0027] 圖2為本發明并聯電力變換系統的控制裝置的一種結構示意圖；
[0028] 圖3為本發明并聯電力變換系統的控制裝置的另一種結構示意圖；
[0029] 圖4為本發明并聯電力變換系統的控制裝置的第H種結構示意圖；
[0030] 圖5為本發明并聯電力變換系統的控制裝置的第四種結構示意圖。
[00引]符號說明：
[0032] 1為電網 2為電機
[0033] #2為整流側電抗器 #3為整流側電流檢測器
[0034] #4為整流器 #5為電壓檢測器
[0035] #6為直流電容 #7為逆變器
[0036] #8為逆變側電流檢測器#9為逆變側電抗器
[0037] 其中，#是電力變換器編號（如12為1號電力變換器的整流側電抗器，依此類推）。
【具體實施方式】
[0038] 如圖1所示為本發明并聯電力變換系統的控制裝置的控制對象一并聯電力變換 系統的一種結構示意圖，可見，并聯電力變換裝置由n(n> 2)個直流側相互獨立的電力變 換器（此處為PWM整流器）并聯而成，且其直流側與各自的負載相連，此處是經各自的逆變 器和輸出電抗器后進一步與同一個電機相連，從而整體上形成一非共母線的背靠背變流器 系統。該系統進一步包括整流側電抗器#2、整流器#4、用于檢測直流母線電壓的電壓檢測 器#5、用于對直流電壓進行平滑的直流電容#6、用于將直流電逆變為交流電的逆變器#7W 及逆變側電抗器#9，并聯后的電力變換器一端與電網1相連、另一端與負載（如；電機2) 相連。此外，出于控制的需要，并聯電力變換裝置還包括用于檢測整流器#4的交流側電流 的整流側電流檢測器#3和用于檢測逆變器#7的交流側電流的逆變側電流檢測器#8。
[0039] 實施例1
[0040] 本發明并聯電力變換系統的控制裝置根據各PWM整流器直流側電壓值和各PWM整 流器電流值輸出用于對構成各PWM整流器的開關模塊進行開通與關斷控制所需的開關信 號。
[0041] 對于圖1中的序號為k的PWM整流器而言，其控制單元結構如圖2所示，主要包 括；電壓檢測器，用于對所述PWM整流器的直流側電壓進行檢測；電流檢測器，用于對所述 PWM整流器的交流側電流進行檢測；電壓控制器，根據所述電壓檢測器輸出的PWM整流器的 直流側電壓及其指令值進行控制，輸出電流控制器的期望電流指令值；電流控制器，根據所 述PWM整流器的交流側電流值及其指令值進行控制，輸出控制電壓信號；環流計算器，根據 所述PWM整流器的電流值計算對應交-直-交電力變換器的環流值；環流補償計算單元，根 據所述電壓控制器輸出的所述期望電流指令值計算環流補償量；環流補償器，根據所述環 流補償計算單元輸出的所述環流補償量對所述環流值或所述環流指令值進行補償；環流控 制器，根據經所述環流補償器補償后的所述環流值與所述環流指令值進行控制，輸出所述 調制信號生成器所需的所述環流抑制信號；調制信號生成器，根據所述電流控制器輸出的 所述控制電壓信號和環流控制器輸出的環流抑制信號生成所述PWM單元所需的調制信號； PWM單元，根據所述調制信號生成器輸出的所述調制信號生成開關信號，用于實現對PWM整 流器的功率模塊的開通與關斷控制。
[0042] 工作過程為：電壓控制器根據序號為k的PWM整流器的直流側電壓檢測值Vdek及 其指令值Vd。!；進行電壓控制，輸出序號為k的PWM整流器的期望電流指令值if。。,％電流控制 器根據序號為k的PWM整流器的電流值if。。,及其期望電流指令值if。。!；進行電流控制，輸出 控制電壓信號Uf。。yk;環流計算器根據各個PWM整流器的電流值ifwi……if。。。(n是并聯電流 變換裝置中PWM整流器數量）計算序號為k的PWM整流器的環流值if。。"k。；環流補償計算 單元根據各個PWM整流器的電壓控制器輸出的期望電流指令值……十算序號為 k的PWM整流器的環流補償量Aif。。ak;環流補償器根據環流計算器輸出的環流值if。。"k。 和環流補償計算單元輸出的環流補償量Aif。。計算得出序號為k的PWM整流器的經補償 后的環流值if。。ak