CN112865582B - 一种能量回馈控制方法、设备及介质 - Google Patents

一种能量回馈控制方法、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能量回馈控制方法、设备及介质，用于解决现有技术中使用SPWM信号对能量回馈系统中的开关管进行控制时，开关管的开关频率较高，损耗较大的问题。本申请实施例首先获取三相电网的三相电压的相位角，然后根据相位角和设定规则，向能量回馈系统的逆变电路中的上开关管发送SPWM信号，向逆变电路中的下开关管发送高电平信号，以将逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，回馈至三相电网。由于根据三相电压的相位角和设定规则，向能量回馈系统中的逆变电路的上开关管发送SPWM信号以及向逆变电路中的下开关管发送高电平信号，相比向开关管只发送SPWM信号可以减少开关管导通和关断的频率，从而延长开关管的使用寿命。

Description

一种能量回馈控制方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种能量回馈控制方法、设备及介质。
背景技术
随着电力电子技术的发展，以及新时代电力系统对绿色节能的需求，当变频器所驱动的电机工作在再生制动状态时，电机的再生制动能量进入到电机的直流母线上，导致变频器直流侧电压升高，当电压高到一设定值时，通过控制逆变电路中的开关管的导通和关断，将直流母线上的电压转换为交流电，回馈到电网中，实现电能的回收利用，达到节能的目的。
现有技术中，通常采用正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM)信号控制逆变电路中的开关管导通和关断，然而，使用SPWM信号对开关管进行控制，开关管的开关频率较高，对开关管的损耗较大。
发明内容
本发明提供一种能量回馈控制方法、设备及介质，用以解决现有技术中存在的使用SPWM信号对能量回馈系统中的开关管进行控制时，开关管的开关频率较高，损耗较大的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种能量回馈控制方法，应用于能量回馈系统，所述能量回馈系统包括逆变电路，所述逆变电路的输入端与变频器的直流母线连接，所述逆变电路的输出端与电抗组件的一端连接，所述电抗组件的另一端与三相电网连接，该方法包括：
获取所述三相电网的三相电压的相位角；
根据所述相位角和设定规则，向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，驱动所述上开关管和所述下开关管的导通和关断，以将所述逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过所述电抗组件回馈至所述三相电网。
在一种可能的实现方式中，所述三相电网的三相电压包括A相电压、B相电压以及C相电压，所述上开关管包括A相上开关管、B相上开关管以及C相上开关管，所述下开关管包括A相下开关管、B相下开关管以及C相下开关管；
所述根据所述相位角和设定规则，向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，包括：
若所述相位角大于第一预设角度，且小于等于第二预设角度，则向所述A相上开关管发送所述SPWM信号、向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第三预设角度，则向所述B相上开关管发送所述SPWM信号、向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第四预设角度，则向所述C相上开关管发送所述SPWM信号、向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
在一种可能的实现方式中，所述向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号，包括：
若所述相位角大于所述第一预设角度，且小于等于第五预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号；若所述相位角大于所述第五预设角度，小于等于所述第二预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
所述向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号，包括：
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第六预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第六预设角度，小于等于所述第三预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
所述向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号，包括：
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第七预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第七预设角度，小于等于所述第四预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
在一种可能的实现方式中，所述获取所述三相电网的三相电压的相位角，包括：
将所述三相电压的电压值通过锁相环，得到所述三相电网的电压相位角。
在一种可能的实现方式中，通过下列方式确定所述SPWM信号：
根据所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和预设电压值，确定输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量；
根据所述输出电流的d轴分量、所述输出电流的q轴分量、所述电抗组件上的三相回馈电流以及所述相位角，确定输出三相电压值；
将所述输出三相电压值和预设载波进行比较，得到所述SPWM信号。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和预设电压值，确定输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量，包括：
将所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和所述预设电压值进行比较，得到电压偏差值；
对所述电压偏差值进行第一预设比例放大后进行积分运算，得到所述输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述输出电流的d轴分量、所述输出电流的q轴分量、所述电抗组件上的三相回馈电流以及所述相位角，确定输出三相电压值，包括：
根据所述相位角，对所述电抗组件上的三相回馈电流进行坐标变换，得到回馈电流的d轴分量和所述回馈电流的q轴分量；
对所述输出电流的d轴分量和所述回馈电流的d轴分量进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的d轴分量，以及对所述输出电流的q轴分量和所述回馈电流的q轴分量进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的q轴分量；
根据所述相位角，对所述输出电压的d轴分量和所述输出电压的q轴分量进行坐标反变换，得到所述输出三相电压值。
第二方面，本发明实施例提供一种能量回馈控制设备，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现：
获取三相电网的三相电压的相位角，其中，所述三相电网与电抗组件的一端连接，所述电抗组件的另一端与逆变电路的输出端连接；根据所述相位角和预设规则，向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，驱动所述上开关管和所述下开关管的导通和关闭，以将所述逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过所述电抗组件回馈至所述三相电网，其中，所述逆变电路的输入端与变频器的直流母线连接。
在一种可能的实现方式中，所述三相电网的三相电压包括A相电压、B相电压以及C相电压，所述上开关管包括A相上开关管、B相上开关管以及C相上开关管，所述下开关管包括A相下开关管、B相下开关管以及C相下开关管；
所述处理器具体用于：
若所述相位角大于第一预设角度，且小于等于第二预设角度，则向所述A相上开关管发送所述SPWM信号、向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第三预设角度，则向所述B相上开关管发送所述SPWM信号、向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第四预设角度，则向所述C相上开关管发送所述SPWM信号、向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
在一种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
若所述相位角大于所述第一预设角度，且小于等于第五预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号；若所述相位角大于所述第五预设角度，小于等于所述第二预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第六预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第六预设角度，小于等于所述第三预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第七预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第七预设角度，小于等于所述第四预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
在一种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
将所述三相电压的电压值通过锁相环，得到所述三相电网的电压相位角。
在一种可能的实现方式中，所述处理器具体通过下列方式确定所述SPWM信号：
根据所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和预设电压值，确定输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量；
根据所述输出电流的d轴分量、所述输出电流的q轴分量、所述电抗组件上的三相回馈电流以及所述相位角，确定输出三相电压值；
将所述输出三相电压值和预设载波进行比较，得到所述SPWM信号。
在一种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
将所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和所述预设电压值进行比较，得到电压偏差值；
对所述电压偏差值进行第一预设比例放大后进行积分运算，得到所述输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量。
在一种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
根据所述相位角，对所述电抗组件上的三相回馈电流进行坐标变换，得到回馈电流的d轴分量和所述回馈电流的q轴分量；
对所述输出电流的d轴分量和所述回馈电流的d轴分量进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的d轴分量，以及对所述输出电流的q轴分量和所述回馈电流的q轴分量进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的q轴分量；
根据所述相位角，对所述输出电压的d轴分量和所述输出电压的q轴分量进行坐标反变换，得到所述输出三相电压值。
第三方面，本发明实施例提供一种存储介质，存储有计算机程序，当所述存储介质中的计算机程序由设备的处理器执行时，使得所述设备能够执行第一方面中任一项所述的能量回馈控制方法。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的一种能量回馈控制方法、设备及介质，由于根据三相电压的相位角和设定规则，向能量回馈系统中的逆变电路的上开关管发送SPWM信号以及向逆变电路中的下开关管发送高电平信号，相比只向开关管发送SPWM信号，可以减少开关管导通和关断的频率，从而延长开关管的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种能量回馈系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种能量回馈控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的向逆变电路中开关管发送信号的时序图；
图4为本发明实施例提供的另一种能量回馈系统的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种能量回馈控制的完整流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种能量回馈控制设备的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的处理器与逆变电路、电抗组件、三相电网连接的结构示意图；
图8为使用本发明提供的能量回馈控制方法后逆变电路中开关管的损耗仿真示意图；
图9为使用现有的能量回馈控制方法后逆变电路中开关管的损耗仿真示意图；
图10为本发明实施例提供的电梯能量回馈系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义。
基于如何降低能量回馈系统中逆变电路的开关管的开关频率，降低对开关管的损耗，本申请提出了一种能量回馈控制方法、设备及介质。在该方法中，首先获取三相电网的三相电压的相位角，然后根据相位角和设定规则，向逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向下开关管发送高电平信号，驱动上开关管和下开关管的导通和关断，以将逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过电抗组件回馈三相电网。本申请中，由于可以根据相位角和设定规则向逆变电路中的下开关管发送高电平信号，因此可以减小开关管的导通和关断频率，延长开关管的使用寿命。
下面结合附图，对本申请涉及的能量回馈控制方法做进一步说明。
如图1所示，为本申请实施例提供的能量回馈系统的示意图，该系统包括逆变电路101、能量回馈控制设备102、电抗组件103、三相电网104，其中，逆变电路101的输入端与变频器的直流母线Vbus连接，逆变电路101的输出端与电抗组件103的一端连接，电抗组件103的另一端与三相电网104连接，能量回馈控制设备102分别与逆变电路101的控制端和三相电网104连接。
其中，能量回馈控制设备102控制逆变电路101将直流母线Vbus的直流电压转换为交流电压，最后回馈到三相电网104中，从而对电能进行回收利用，解约能源。
基于图1公开的能量回馈系统，本公开实施例提供了一种能量回馈控制方法，如图2所示，包括：
S201、获取所述三相电网的三相电压的相位角；
S202、根据所述相位角和设定规则，向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，驱动所述上开关管和所述下开关管的导通和关断，以将所述逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过所述电抗组件回馈至所述三相电网。
本申请实施例中由于根据三相电压的相位角和设定规则，向能量回馈系统中的逆变电路的上开关管发送SPWM信号以及向逆变电路中的下开关管发送高电平信号，向逆变电路的下开关管发送高电平信号，可以减少开关管导通和关断的频率，延长开关管的使用寿命。
如图1所示，三相电网104的三相电压包括A相电压Ua、B相电压Ub以及C相电压Uc，上开关管包括A相上开关管QAH、B相上开关管QBH以及C相上开关管QCH，下开关管包括A相下开关管QAL、B相下开关管QBL以及C相下开关管QCL。
具体的，根据相位角和设定规则，向逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向逆变电路中的下开关管发送高电平信号时，如果相位角大于第一预设角度，且小于等于第二预设角度，则向A相上开关管QAH发送SPWM信号、向B相下开关管QBL发送高电平信号、向C相下开关管QCL发送高电平信号，也就是使A相上开关管QAH交替处于关断、导通、关断的状态，使B相下开关管QBL和C相下开关管QCL处于导通状态；
如果相位角大于第二预设角度，且小于等于第三预设角度，则向B相上开关管QBH发送SPWM信号、向C相下开关管QCL发送高电平信号、向A相下开关管QAL发送高电平信号，也就是使B相上开关管QBH交替处于关断、导通、关断的状态，使C相下开关管QCL和A相下开关管QAL处于导通状态；
如果相位角大于第三预设角度，且小于等于第四预设角度，则向C相上开关QCH发送SPWM信号、向A相下开关管QAL发送高电平信号、向B相下开关管QBL发送高电平信号，也就是使C相上开关QCH交替处于关断、导通、关断的状态，使A相下开关管QAL和B相下开关管QBL处于导通状态。
使用上述方式控制逆变电路中开关管的导通和关断，可以降低下开关管的开关频率，延长开关管的使用寿命。
需要说明是，本申请实施例中的电抗组件可以包括3个电感，如图1所示，电抗组件包括电感L1、电感L2以及电感L3，其中，电感L1的一端与A相上开关管QAH的发射极连接，电感L1的另一端与三相电网中的A相连接，电感L2的一端与B相上开关管QAH的发射极连接，电感L2的另一端与三相电网中的B相连接，电感L3的一端与C相上开关管QBH的发射极连接，电感L3的另一端与三相电网中的C相连接。
本申请实施例中，第一预设角度可以为30度，第二预设角度可以为150度，第三预设角度可以为270度，第四预设角度可以为390度。相邻预设角度相差120度，一个周期可以为360度。
为了使得到的交流电接近于三相交流电，还可以根据相位角和设定规则向下开关管发送高电平信号。
具体的，如果相位角大于第一预设角度，且小于等于第五预设角度，则向B相下开关管QBL发送高电平信号，如果相位角大于第五预设角度，且小于等于第二预设角度，则向C相下开关管QCL发送高电平信号；
如果相位角大于第二预设角度，且小于等于第六预设角度，则向C相下开关管QCL发送高电平信号；如果相位角大于第六预设角度，且小于等于第三预设角度，则向A相下开关管QAL发送高电平信号；
如果相位角大于第三预设角度，小于等于第七预设角度，则向A相下开关管QAL发送高电平信号；如果相位角大于第七预设角度，小于等于第四预设角度，则向B相下开关管QBL发送高电平信号。
本申请实施例中的第五预设角度可以为90度，第六预设角度可以为210度，第七预设角度可以为330度。
下面通过时序图对本申请实施例中对开关管的导通和关断进行说明。
如图3所示，为本发明实施例提供的向逆变电路中开关管发送信号的时序图。
从图3中可以看出，相位角在30度到90度之间，向A相上开关管QAH发送SPWM信号，使开关管QAH在高电平导通，在低电平关断，向B相下开关管QBH发送高电平信号，使开关管QBH导通；相位角在90度到150度之间，向A相上开关管QAH发送SPWM信号，使开关管QAH在高电平导通，在低电平关断，向C相下开关管QCL发送高电平信号，使开关管QCL导通；
相位角在150度到210度之间，向B相上开关管QBH发送SPWM信号，使开关管QBH在高电平导通，在低电平关断，向C相下开关管QCL发送高电平信号，使开关管QCL导通；相位角在210度到270度之间，向B相上开关管QBH发送SPWM信号，使开关管QBH在高电平导通，在低电平关断，向A相下开关管QAL发送高电平信号，使开关管QAL导通；
相位角在270度到330度之间，向C相上开关管QCH发送SPWM信号，使开关管QCH在高电平导通，在低电平关断，向A相下开关管QAL发送高电平信号，使开关管QAL导通；相位角在330度到390度之间，向C相上开关管QCH发送SPWM信号，使开关管QCH在高电平导通，在低电平关断，向B相下开关管QBL发送高电平信号，使开关管QBL导通。
在具体实施中，获取三相电网的三相电压的相位角，可以通过下列方式获取。
三相电网的三相电压的电压值为Ua、Ub和Uc，经过锁相环得到三相电网的电压相位角θ。
上述介绍了如何得到三相电压的相位角θ，下面介绍如何得到SPWM信号。
在介绍如何得到SPWM信号之前，先对本发明实施例提供的另一种能量回馈系统进行说明。
如图4所示，为本申请实施例提供的另一种能量回馈系统的示意图。从图4中可以看出，能量回馈控制设备102与电抗组件103的一端连接，此外，能量回馈控制设备还与电压为预设电压Udc_ref的电压源连接。
下面结合图4对本申请实施例提供的确定SPWM信号的方式进行说明。
首先，根据逆变电路输入端的直流电压Udc的电压值与预设电压Udc_ref的电压值，确定输出电流的d轴分量Id*和q轴分量Iq*，然后根据Id*、Iq*、电抗组件上的三相回馈电流Ia、Ib、Ic以及相位角θ，确定输出三相电压值Ua*、Ub*以及Uc*，最后将Ua*、Ub*以及Uc*和预设载波进行比较，得到SPWM信号。
本申请实施例中的预设载波可以为三角波。
需要说明的是，在实施中，Iq*通常为0。
在具体实施中，将直流电压Udc的电压值与预设电压Udc_ref进行比较，得到电压偏差值，将电压偏差值经过第一比例放大后进行积分预算，得到Id*和Iq*。
根据相位角θ，对电抗组件上的三相回馈电流Ia、Ib、Ic进行坐标变换，得到回馈电流的d轴分量Id和回馈电流的q轴分量Iq，对Id*和Id进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压Udc*的d轴分量Ud*，对Iq*和Iq进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压Udc*的q轴分量Uq*，最后根据相位角θ对输出电压Udc*的d轴分量Ud*和输出电压Udc*的q轴分量Uq*进行坐标反变换，得到输出电压的电压值Ua*、Ub*以及Uc*。
根据相位角θ，对电抗组件上的三相回馈电流Ia、Ib、Ic进行坐标变换，可以根据相位角θ，对电抗组件上的三相回馈电流Ia、Ib、Ic进行clarke变换，得到静止坐标系下的电流Iα和Iβ：
Figure BDA0002922701490000121
然后对Iα和Iβ进行park变换，得到Id和Iq：
Figure BDA0002922701490000131
本申请实施例中，根据相位角θ对输出电压Udc*的d轴分量Ud*和输出电压Udc*的q轴分量Uq*进行坐标反变换，得到输出电压的电压值Ua*、Ub*以及Uc*，具体可以通过下列方式实现：
对Ud*和Uq*进行park逆变换，得到静止坐标系下的Uα和Uβ：
Figure BDA0002922701490000132
对Uα和Uβ进行clarke逆变换，得到Ua*、Ub*以及Uc*：
Figure BDA0002922701490000133
如图5所示，为本发明实施例提供的一种能量回馈控制的完整流程示意图。
S501、采集三相电网的三相电压Ua、Ub和Uc，电抗组件上的三相回馈电流Ia、Ib、Ic，逆变电路输入端的直流电压Udc；
S502、Ua、Ub和Uc经过锁相环得到三相电网的电压相位角θ。
S503、将直流电压Udc的电压值与预设电压Udc_ref进行比较，得到电压偏差值；
S504、对电压偏差值进行电压外环PI控制，得到Id*和Iq*；
S504中得到的Id*和Iq*，即将电压偏差值经过第一比例放大后进行积分预算，得到Id*和Iq*；
S505、根据相位角θ，对电抗组件上的三相回馈电流Ia、Ib、Ic进行clarke变换，得到静止坐标系下的电流Iα和Iβ；
S506、对Iα和Iβ进行park变换，得到Id和Iq；
S507、对Id、Iq、Id*和Iq*进行电流内环PI控制，得到Ud*和Uq*；
S507中得到的Ud*和Uq*，即对Id进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压Udc*的d轴分量Ud*，以及对Iq进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压Udc*的q轴分量Uq*；
S508、根据相位角θ，对Ud*和Uq*进行park逆变换，得到静止坐标系下的Uα和Uβ；
S509、对Uα和Uβ进行clarke逆变换，得到Ua*、Ub*以及Uc*；
S510、将Ua*、Ub*以及Uc*和预设载波进行比较，得到SPWM信号；
S511、判断相位角θ是否大于30度，且小于等于150度，若是，则执行S512，否则执行S516；
S512、向A相上开关管QAH发送SPWM信号；
S513、判断相位角θ是否大于30度，且小于等于90度，若是，则执行S514，否则执行S515；
S514、向B相下开关管QBL发送高电平信号；
S515、向C相下开关管QCL发送高电平信号；
S516、判断相位角θ是否大于150度，且小于等于270度，若是，则执行S517，否则执行S521；
S517、向B相上开关管QBH发送SPWM信号；
S518、判断相位角θ是否大于150度，且小于等于210度，若是，则执行S519，否则执行S529；
S519、向C相下开关管QCL发送高电平信号；
S520、向A相下开关管QAL发送高电平信号；
S521、判断相位角θ是否大于270度，且小于等于390度，若是，则执行S520，否则结束；
S522、向C相上开关管QCH发送SPWM信号；
S523、判断相位角θ是否大于270度，且小于等于330度，若是，则执行S522，否则执行S523；
S524、向A相下开关管QAL发送高电平信号；
S525、向B相下开关管QBL发送高电平信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种能量回馈控制设备，下面参照图6来描述根据本公开的这种实施方式的能量回馈控制设备130。图6显示的能量回馈控制设备130仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，能量回馈控制设备130以通用计算设备的形式表现。能量回馈控制设备130的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器131、上述至少一个存储器132、连接不同系统组件(包括存储器132和处理器131)的总线133。
总线133表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
存储器132可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1321和/或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)1323。
存储器132还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
能量回馈控制设备130也可以与一个或多个外部设备134(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与能量回馈控制设备130交互的设备通信，和/或与使得该能量回馈控制设备130能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口135进行。并且，能量回馈控制设备130还可以通过网络适配器136与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器136通过总线133与用于能量回馈控制设备130的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合能量回馈控制设备130使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
具体的，处理器131被配置为执行所述指令，以实现：
获取三相电网的三相电压的相位角，其中，所述三相电网与电抗组件的一端连接，所述电抗组件的另一端与逆变电路的输出端连接；根据所述相位角和预设规则，向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，驱动所述上开关管和所述下开关管的导通和关闭，以将所述逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过所述电抗组件回馈至所述三相电网，其中，所述逆变电路的输入端与变频器的直流母线连接。
可选的，所述三相电网的三相电压包括A相电压、B相电压以及C相电压，所述上开关管包括A相上开关管、B相上开关管以及C相上开关管，所述下开关管包括A相下开关管、B相下开关管以及C相下开关管；
处理器131具体用于：
若所述相位角大于第一预设角度，且小于等于第二预设角度，则向所述A相上开关管发送所述SPWM信号、向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第三预设角度，则向所述B相上开关管发送所述SPWM信号、向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第四预设角度，则向所述C相上开关管发送所述SPWM信号、向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
可选的，处理器131具体用于：
若所述相位角大于所述第一预设角度，且小于等于第五预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号；若所述相位角大于所述第五预设角度，小于等于所述第二预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第六预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第六预设角度，小于等于所述第三预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第七预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第七预设角度，小于等于所述第四预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
可选的，处理器131具体用于：
将所述三相电网的三相电压的电压值通过锁相环，得到所述三相电网的电压相位角。
可选的，处理器131具体通过下列方式确定所述SPWM信号：
根据所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和预设电压值，确定输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量；
根据所述输出电流的d轴分量、所述输出电流的q轴分量、所述电抗组件上的三相回馈电流以及所述相位角，确定输出三相电压值；
将所述输出三相电压值和预设载波进行比较，得到所述SPWM信号。
可选的，处理器131具体用于：
将所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和所述预设电压值进行比较，得到电压偏差值；
对所述电压偏差值进行第一预设比例放大后进行积分运算，得到所述输出电流的d轴分量和所述输出电流的q轴分量。
可选的，处理器131具体用于：
根据所述相位角，对所述电抗组件上的三相回馈电流进行坐标变换，得到回馈电流的d轴分量和所述回馈电流的q轴分量；
对所述输出电流的d轴分量和所述回馈电流的d轴分量进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的d轴分量，以及对所述输出电流的q轴分量和所述回馈电流的q轴分量进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的q轴分量；
根据所述相位角，对所述输出电压的d轴分量和所述输出电压的q轴分量进行坐标反变换，得到所述输出三相电压值。
如图7所示，为本发明实施例提供的处理器131与逆变电路、电抗组件、三相电网连接的结构示意图。
从图7中可以看出，对电网电压Ua、Ub和Uc进行锁相处理，得到相位角θ；对预设电压和直流母线电压进行电压控制，得到Id*和Iq*；根据相位角θ对Id*、Iq*、Ia、Ib和Ic进行电流控制，得到Ua*、Ub*和Uc*；根据Ua*、Ub*、Uc*、θ以及Udc，输出SPWM信号和高电平信号，控制逆变电路中的开关管的导通和关断。
在一些可能的实施方式中，本公开提供的一种能量回馈控制方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本公开各种示例性实施方式的一种能量回馈控制方法中的步骤。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
本公开的实施方式的用于能量回馈控制方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在计算设备上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务端上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例提供的能量回馈控制方法，可以降低开关管的开关频率，延长开关管的使用寿命。如图8所示，为使用本发明提供的能量回馈控制方法后开关管的损耗仿真图，如图9所示，为使用现有的能量回馈控制方法后开关管的损耗仿真图。从图8和图9可以看出，损耗降低了33％。
如图10所示，为本发明实施例提供的电梯能量回馈系统，该系统包括三相电网、断路器、滤波器、能量回馈设备、逆变器以及电梯驱动电机，其中，电梯驱动电机与逆变器的交流侧连接，逆变器的直流侧与能量回馈设备连接，经过滤波器和断路器后与三相电网连接，当电梯驱动电机工作在发电状态时，可以通过能量回馈设备将电能回馈到三相电网中，实现电能的回收利用，节约能源。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种能量回馈控制方法，其特征在于，应用于能量回馈系统，所述能量回馈系统包括逆变电路，所述逆变电路的输入端与变频器的直流母线连接，所述逆变电路的输出端与电抗组件的一端连接，所述电抗组件的另一端与三相电网连接，该方法包括：
获取所述三相电网的三相电压的相位角；
将所述相位角与预设角度进行比较，根据比较结果向所述逆变电路中的上开关管发送正弦脉宽调制SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，驱动所述上开关管和所述下开关管的导通和关断，以将所述逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过所述电抗组件回馈至所述三相电网；
其中，所述三相电网的三相电压包括A相电压、B相电压以及C相电压，所述上开关管包括A相上开关管、B相上开关管以及C相上开关管，所述下开关管包括A相下开关管、B相下开关管以及C相下开关管；
所述将所述相位角与预设角度进行比较，根据比较结果向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，包括：
若所述相位角大于第一预设角度，且小于等于第二预设角度，则向所述A相上开关管发送所述SPWM信号、向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第三预设角度，则向所述B相上开关管发送所述SPWM信号、向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第四预设角度，则向所述C相上开关管发送所述SPWM信号、向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号，包括：
若所述相位角大于所述第一预设角度，且小于等于第五预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号；若所述相位角大于所述第五预设角度，小于等于所述第二预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
所述向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号，包括：
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第六预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第六预设角度，小于等于所述第三预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
所述向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号，包括：
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第七预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第七预设角度，小于等于所述第四预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述三相电网的三相电压的相位角，包括：
将所述三相电压的电压值通过锁相环，得到所述三相电网的电压相位角。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列方式确定所述SPWM信号：
将所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和预设电压值进行比较，得到电压偏差值；
对所述电压偏差值进行第一预设比例放大后进行积分运算，得到输出电流的d轴分量和输出电流的q轴分量；
根据所述相位角，对所述电抗组件上的三相回馈电流进行坐标变换，得到回馈电流的d轴分量和回馈电流的q轴分量；
对所述输出电流的d轴分量和所述回馈电流的d轴分量进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的d轴分量，以及对所述输出电流的q轴分量和所述回馈电流的q轴分量进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的q轴分量；
根据所述相位角，对所述输出电压的d轴分量和所述输出电压的q轴分量进行坐标反变换，得到输出三相电压值；
将所述输出三相电压值和预设载波进行比较，得到所述SPWM信号。
5.一种能量回馈控制设备，其特征在于，所述设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现：
获取三相电网的三相电压的相位角，其中，所述三相电网与电抗组件的一端连接，所述电抗组件的另一端与逆变电路的输出端连接；将所述相位角与预设角度进行比较，根据比较结果向所述逆变电路中的上开关管发送SPWM信号以及向所述逆变电路中的下开关管发送高电平信号，驱动所述上开关管和所述下开关管的导通和关闭，以将所述逆变电路输入端的直流电压转换为交流电压，经过所述电抗组件回馈至所述三相电网，其中，所述逆变电路的输入端与变频器的直流母线连接；
其中，所述三相电网的三相电压包括A相电压、B相电压以及C相电压，所述上开关管包括A相上开关管、B相上开关管以及C相上开关管，所述下开关管包括A相下开关管、B相下开关管以及C相下开关管；
所述处理器具体用于：
若所述相位角大于第一预设角度，且小于等于第二预设角度，则向所述A相上开关管发送所述SPWM信号、向所述B相下开关管发送所述高电平信号以及向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第三预设角度，则向所述B相上开关管发送所述SPWM信号、向所述C相下开关管发送所述高电平信号以及向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第四预设角度，则向所述C相上开关管发送所述SPWM信号、向所述A相下开关管发送所述高电平信号以及向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述处理器具体用于：
若所述相位角大于所述第一预设角度，且小于等于第五预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号；若所述相位角大于所述第五预设角度，小于等于所述第二预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第二预设角度，且小于等于第六预设角度，则向所述C相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第六预设角度，小于等于所述第三预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号；
若所述相位角大于所述第三预设角度，且小于等于第七预设角度，则向所述A相下开关管发送所述高电平信号，若所述相位角大于所述第七预设角度，小于等于所述第四预设角度，则向所述B相下开关管发送所述高电平信号。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述处理器具体用于：
将所述三相电压的电压值通过锁相环，得到所述三相电网的电压相位角。
8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述处理器具体通过下列方式确定所述SPWM信号：
将所述逆变电路输入端的直流电压的电压值和预设电压值进行比较，得到电压偏差值；
对所述电压偏差值进行第一预设比例放大后进行积分运算，得到输出电流的d轴分量和输出电流的q轴分量；
根据所述相位角，对所述电抗组件上的三相回馈电流进行坐标变换，得到回馈电流的d轴分量和回馈电流的q轴分量；
对所述输出电流的d轴分量和所述回馈电流的d轴分量进行第二预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的d轴分量，以及对所述输出电流的q轴分量和所述回馈电流的q轴分量进行第三预设比例放大后进行积分运算，得到输出电压的q轴分量；
根据所述相位角，对所述输出电压的d轴分量和所述输出电压的q轴分量进行坐标反变换，得到输出三相电压值；
将所述输出三相电压值和预设载波进行比较，得到所述SPWM信号。
9.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，当所述存储介质中的计算机程序由设备的处理器执行时，使得所述设备能够执行如权利要求1～4任一项所述的能量回馈控制方法。
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