CN112600406A - 基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法 - Google Patents

基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112600406A
CN112600406A CN202011216360.7A CN202011216360A CN112600406A CN 112600406 A CN112600406 A CN 112600406A CN 202011216360 A CN202011216360 A CN 202011216360A CN 112600406 A CN112600406 A CN 112600406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
sampling
module
ctu
trigger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011216360.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112600406B (zh
Inventor
高捷
周关连
张恺凯
万方钱
韦巍
李静
周永智
丁立聪
施光南
严铭铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Shaoxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Shangyu Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Shaoxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Shangyu Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU, Shaoxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd, Shangyu Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202011216360.7A priority Critical patent/CN112600406B/zh
Publication of CN112600406A publication Critical patent/CN112600406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112600406B publication Critical patent/CN112600406B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置及方法，CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值；采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。本发明通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准，从而保证整体的控制精度。

Description

基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置及方法
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及变流器控制技术。
背景技术
随着微电网的普及、电力电子技术的发展以及电力电子关键部件的成本逐渐降低，新能源发电日趋主流。而电力电子变流器是将各种形式的能源(风、光、储)转换为电能的有效途径和必要方式。在不同的场合，不同的拓扑类型也应用到各种形式的新能源上，如直流-直流(DCDC)用在直流微网的直流形式新能源(光伏、储能)转电能上、直流-交流(DC-AC)即用在交流微网的同样类似的能源形式上。拓扑形式多种多样，这里不再一一列举。
电力电子控制技术是能量转换稳定性和高效性的核心。在并网变流器中，精确地控制对电网进行的电流输入并提升其电能质量是两个极其重要的科学问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置及方法，提升并网变流器性能，实现更为精确的电流注入以及更高的稳定裕度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置，包括：
电流闭环调节模块：所述电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；
CTU交叉触发模块：所述CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值；
采样平均模块：所述采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多个采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；
采样校正模块：所述采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。
优选的，所述采样校正模块的工作步骤如下：
首先，用示波器对实际并网电流进行滤波得到rms值；
其次，若rms值>0，则将CTU交叉触发模块中的触发时间增大，若rms值<0，则将CTU交叉触发模块中的触发时间减小；
最后，直至测得rms值为0，完成校准。
优选的，所述CTU交叉触发模块将采样结果存储至FIFO寄存器中。
基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制方法，采用所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置进行控制，包括如下步骤：
S1：所述CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值；
S2：所述采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；
S3:所述电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；
S4:所述采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制方法的步骤。
本发明一方面对采样部分进行了优化，在一个开关周期内进行多次采样并将多个采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块，使得整个控制闭环的性能得到提升，提升整个控制系统的快速性，从而降低保证稳定裕度时的参数压力。另一方面，采样校正模块针对具体控制的效果，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准，从而保证整体的控制精度。
本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中进行详细的说明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为现有的DCDC变流器控制中采样和发波时序图；
图2为本发明含有CTU交叉触发模块的采样时序图；
图3为本发明的总体控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
在DCDC并网变流器的控制中，电网需求的注入电流给定会通过通讯的方式以指令的形式发送到变流器主控芯片中，而由于电流所需要的电流注入是多变的，所以对变流器的电流相应速度和精度提出了较高的要求。按照自动控制理论，速度和稳定裕度在某种程度上是互斥的，即为了满足一个就需要对另一个做不得已的折中。所以在保证响应速度的同时如何尽可能的提升稳定裕度和控制精度是一个必要的课题。出响应速度这一硬指标外，由于直流微电网自身的脆弱性，其母线电压往往存在一定的波动，此波动性无疑会作为扰动量进入变流器自身的控制中，这就对DCDC变流器自身的抗扰动能力提出了更高的需求。即高频的增益要足够小，低频的增益要足够大。
为了达成以上性能，本发明利用NXP5744芯片的交叉触发单元对采样部分进行了优化，使得整个控制闭环的性能得到提升。
参考图3所示，本发明基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置，具体的构成包括：
电流闭环调节模块：所述电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；
CTU交叉触发模块：所述CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值；
采样平均模块：所述采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多个采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；
采样校正模块：所述采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。
其中，电流闭环调节模块用于完成电流误差到电压指令的调节，属于现有技术，一般在工业上是通过PI，抗饱和PI进行实现。
在现有的DCDC变流器控制中，其采样和发波时序图如图1所示。在某个周期的纹波最低点进行采样，经过内环运算后在下一个周期内实施。经过本发明的优化，含有CTU交叉触发模块的采样时序如图2所示。交叉触发单元即刻画了采样点的个数、间隔以及触发时间。
所述采样校正模块的工作步骤如下：
1、在电流闭环调节模块工作完成之后，对变流器进行并网0电流控制；
2、用示波器对实际并网电流进行滤波得到rms值；
3、若rms值>0，则将调整模块2中的触发时间增大，即推迟触发；
4、若rms值<0，则将调整模块2中的触发时间减小，即提前触发；
5、直至测得rms值为0，完成校准。
实施例二
基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制方法，采用实施例一所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置进行控制，参考图3所示，包括如下步骤：
S1：所述CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值，并将采样结果存储至FIFO寄存器中；
S2：所述采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；
S3:所述电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；
S4:所述采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。
实施例三
一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例二所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制方法的步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (5)

1.基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置，其特征在于，包括：
电流闭环调节模块：所述电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；
CTU交叉触发模块：所述CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值；
采样平均模块：所述采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多个采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；
采样校正模块：所述采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。
2.根据权利要求1所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置，其特征在于：所述采样校正模块的工作步骤如下：
首先，用示波器对实际并网电流进行滤波得到rms值；
其次，若rms值>0，则将CTU交叉触发模块中的触发时间增大，若rms值<0，则将CTU交叉触发模块中的触发时间减小；
最后，直至测得rms值为0，完成校准。
3.根据权利要求1所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置，其特征在于：所述CTU交叉触发模块将采样结果存储至FIFO寄存器中。
4.基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制装置进行控制，包括如下步骤：
S1：所述CTU交叉触发模块在一个开关周期内通过对触发时间的控制进行多次电流采样，获得多个采样电流值；
S2：所述采样平均模块将CTU交叉触发模块采样的多采样电流值进行平均，从而得到最能表征纹波影响下的基波电流值，并将该基波电流值反馈给电流闭环调节模块；
S3:所述电流闭环调节模块根据电流指令和电流反馈结果完成电流误差到电压指令的调节；
S4:所述采样校正模块根据电流闭环调节模块调节后的实际并网电流，通过变更CTU交叉触发模块的触发时间，对采样精度进行校准。
5.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求4所述的基于交叉触发单元采样的DCDC变流器控制方法的步骤。
CN202011216360.7A 2020-11-04 2020-11-04 基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法 Active CN112600406B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011216360.7A CN112600406B (zh) 2020-11-04 2020-11-04 基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011216360.7A CN112600406B (zh) 2020-11-04 2020-11-04 基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112600406A true CN112600406A (zh) 2021-04-02
CN112600406B CN112600406B (zh) 2022-07-26

Family

ID=75180558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011216360.7A Active CN112600406B (zh) 2020-11-04 2020-11-04 基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112600406B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101577434A (zh) * 2009-06-19 2009-11-11 哈尔滨工业大学 抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法
US20140247056A1 (en) * 2011-07-05 2014-09-04 China Electric Power Research Institute Method and Apparatus for Calibrating Voltage Transformer Serial Addition
CN104868709A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 广东美的暖通设备有限公司 交错式功率因数校正电路及其的控制方法
CN108539790A (zh) * 2018-05-09 2018-09-14 国网山东省电力公司德州供电公司 一种并网光伏逆变器电流优化控制系统及方法
CN109061271A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 江门市蒙德电气股份有限公司 一种电机电流采样方法、电机控制方法及装置
CN109617443A (zh) * 2018-12-17 2019-04-12 江苏固德威电源科技股份有限公司 一种并网逆变器输出电流采样控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101577434A (zh) * 2009-06-19 2009-11-11 哈尔滨工业大学 抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法
US20140247056A1 (en) * 2011-07-05 2014-09-04 China Electric Power Research Institute Method and Apparatus for Calibrating Voltage Transformer Serial Addition
CN104868709A (zh) * 2015-06-09 2015-08-26 广东美的暖通设备有限公司 交错式功率因数校正电路及其的控制方法
CN108539790A (zh) * 2018-05-09 2018-09-14 国网山东省电力公司德州供电公司 一种并网光伏逆变器电流优化控制系统及方法
CN109061271A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 江门市蒙德电气股份有限公司 一种电机电流采样方法、电机控制方法及装置
CN109617443A (zh) * 2018-12-17 2019-04-12 江苏固德威电源科技股份有限公司 一种并网逆变器输出电流采样控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112600406B (zh) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102088256B (zh) 光伏电池最大功率点跟踪控制方法
CN103580456B (zh) 开关电源控制方法及控制电路及带该控制电路的开关电源
Dasgupta et al. Voltage-sensing-based photovoltaic MPPT with improved tracking and drift avoidance capabilities
Kim et al. Dual-mode power regulator for photovoltaic module emulation
López-Lapeña Time-division multiplexing control of multi-input converters for low-power solar energy harvesters
US11626834B2 (en) Power backfeed control method, converter, and photovoltaic power generation system
Zhao et al. A digitally implemented photovoltaic simulator with a double current mode controller
CN102611297B (zh) 一种抑制光伏并网逆变器最大功率点波动的控制方法
CN112904929A (zh) 光伏太阳能系统及其控制方法、计算机可读存储介质
Morales-Caporal et al. Digital simulation of a predictive current control for photovoltaic system based on the MPPT strategy
CN112600406B (zh) 基于交叉触发单元采样的dcdc变流器控制装置及方法
CN112290888B (zh) 一种iv扫描方法及光伏电站
CN110649801B (zh) 一种对母线电压的采样方法及pfc控制电路、电源转换电路
Zeni et al. Control of VSC-HVDC in offshore AC islands with wind power plants: Comparison of two alternatives
CN108306353B (zh) 一种改进式多模块并联的数字均流系统及方法
Macaulay et al. An emulated PV source based on an Indoor Solar Panel with external excitement current and voltage compensation
CN114844112A (zh) 一种降低光伏组串并联失配损失的方法及系统
CN113867471B (zh) 一种光伏系统功率控制器参数选取方法及系统
Yinghua et al. Research on No-communication Control Strategy Applied to Series MPPT Controller
Vlado et al. Precise PV active power—Converter control rapid prototyping framework
Ionescu P&O maximum power point regulation model for two stage grid connected PV systems
Oussama et al. Robust Integral Linear Quadratic Control for Improving PV System Based on Four Leg Interleaved Boost Converter
CN114545123B (zh) 一种提高大功率直流电子负载动态性能的控制方法
Vekić et al. Explicit active power reference tracking algorithm for photovoltaic converter
Zogogianni et al. Real-time power-reference tracking method for PV converters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant