[发明专利]基于虚拟频率的双向交直流变换器控制方法

权利要求书

1.一种基于虚拟频率的双向交直流变换器控制方法，所述双向交直流变换器拓扑结构由DAB和有源全桥逆变桥SI构成，DAB包括逆变全桥H₁和整流全桥H₂，两桥臂通过辅助电感和变压器组成的磁性网络相连接，变压器变比为1:n；直流侧通过并联滤波电容C₁连接逆变全桥H₁，整流全桥H₂的输出侧与电容器C_rec并联连接，有源全桥逆变桥SI的输出通过滤波电感L_ac连接交流电网；

其特征在于：将虚拟频率控制与电压电流双闭环控制结合，使得传输功率与控制变量线性化；具体如下：

电压控制模块中，双向交直流变换器的交流侧母线电压u_g经锁相环PLL得开关角频率w_s；设定直流母线电压参考值其与双向交直流变换器的直流侧母线实际电压值u_dc比较后，所得差值经过第一PI控制器得到交流侧母线电流参考值电流控制模块中，双向交直流变换器交流侧母线实际电流i_ac经过Park变换得到交流母线电流直轴分量i_d，交流侧母线电流参考值与交流母线电流直轴分量i_d作差后，经过第二PI控制器和Park反变换输出修正相移量ΔD₁；相移控制量调制模块中，通过检测得到的直流侧实际电压值u_dc和交流侧电压u_g，两电压值相比得到电压变比k，经相移计算式1计算得到主相移量将与电流控制模块输出的修正相移量ΔD₁相减得到最终相移量D₁，再由相移计算式2得到相移量D₀和D₂，从而输出脉冲PWM驱动信号控制开关管导通使变换器在给定控制方式下运行；所述的相移计算式1为

式中f_n为虚拟频率，L_r为变压器本体的漏感及外接辅助电感；

相移计算式2为

2.如权利要求1所述的基于虚拟频率的双向交直流变换器控制方法，其特征在于，还包括同步逆变桥控制方案；该方案通过调节开关管驱动信号使得全桥逆变器工作在同步状态：开关管Q1、Q2、Q3、Q4构成有源全桥逆变桥SI，开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接构成第一桥臂，开关管Q3的源极与开关管Q4的漏极连接构成第二桥臂，双向AC/DC变换器中稳定工作时，当功率正向传输，整流全桥H₂输出100Hz的正弦脉动电压波形，当交流母线电压为正时，Q2和Q3关闭，Q1和Q4打开；当交流母线电压为负时，Q1和Q4关闭，Q2和Q3打开。

3.如权利要求2所述的基于虚拟频率的双向交直流变换器控制方法，其特征在于，采用同步逆变桥控制方案后，C_rec取值为1μF即可输出理想的正弦电压波形。

4.如权利要求3所述的基于虚拟频率的双向交直流变换器控制方法，其特征在于：电压电流双环控制、虚拟频率控制以及同步逆变桥控制均通过DSP微处理器实现。