一种应用直流母线的能量回收控制系统及方法与流程

1.本发明涉及电网能量回收控制领域，尤其是一种应用直流母线的能量回收 控制系统及方法。


背景技术：

2.自动化行业的仓储物流技术紧随经济发展也日趋成熟，行业应用的广度与 深度不断提高，自动化仓储市场规模在不断的扩大，“检储配”一体化基地将 会有越来越多的自动化立体仓库投入建设并使用。“节能降耗”也开始列入发 展要求，能量回收是实现这一要求的发展方向。
3.

技术实现要素：

4.针对上述一个或多个问题，本发明提供一种应用直流母线的能量回收控制 方法及系统，将传统靠电阻消耗电能转变成为依靠超级电容吸收存储能量，再 经过一定控制维持直流母线电压在正常范围内，实现制动时能量回收、启动是 电能释放的目的，达到节能减排的目的。
5.为实现上述目的，本发明选用如下技术方案：一种应用直流母线的能量回 收控制方法，将多个变频装置的直流侧以所述直流母线电性连接，所述控制方 法还包括：
6.获取所述直流母线电压参数，并通过第一调节模块以得到网侧变频装置的 d轴电流给定值i
d给定
；
7.获取电网电压e
abc
的相位φ和输出电流的三相瞬时值i
abc
，并通过同步坐标 变换模块以得到网侧变频装置的d轴电流测量值id和q轴电流测量值iq；
8.根据所述d轴电流给定值i
d给定
和所述d轴电流测量值id以第二调节模块 调节得到d轴电压给定值v
d给定
；
9.根据所述q轴电流测量值iq和预设的q轴电流给定值i
q给定
以第三调节模 块调节得到q轴电压给定值v
q给定
；
10.将所述d轴电压给定值v
d给定
和所述q轴电压给定值v
q给定
以及相位φ经过 同步坐标反变换模块输出网侧变频装置输出电压的瞬时给定值v
abc给定
以使pwm 控制模块发出控制信号。
11.优选地，所述方法还包括：
12.获取所述直流母线电压给定值v
dc给定
和电压测量值v
dc
及电压控制误差
△ꢀvdc
，经过第一调节模块得到网侧变频装置的d轴电流给定值i
d给定
。
13.优选地，所述方法还包括：
14.所述相位φ为所述电网电压e
abc
通过极坐标变换模块输出，且所述电网电压 e
abc
还通过极坐标变换模块输出电压幅值e。
15.优选地，所述方法还包括：
16.所述第一调节模块调节输出的d轴电流给定值i
d给定
和所述d轴电流测量 值id以及d轴电流控制误差
△
id通过第二调节模块调节后将d轴输出电压偏差 给定值
△vd给定
和所述电压幅值e相加以得到d轴电压给定值v
d给定
。
17.优选地，所述预设q轴电流给定值i
q给定
为i
q给定
＝0。
18.优选地，所述方法还包括：
19.所述第三调节模块对所述q轴电流测量值iq和q轴电流给定值i
q给定
以及q轴电流控制误差
△iq
调节得到q轴电压给定值v
q给定
。
20.另一方面，一种应用直流母线的能量回收控制系统，包括：
21.电压检测模块，用于获取直流母线电压参数；
22.电流检测模块，用于获取网侧三相的电流参数；
23.电势检测模块，用于获取网侧的电网电势参数；
24.电压/电流环比较模块，用于根据电流参数和/或电压参数进行差值运算以 获得控制误差。
25.优选地，所述系统还包括：
26.极坐标变换模块，用于根据所述电势检测模块获取的电网电压e
abc
经过坐标 变换以得到所需的相位φ和电压幅值e；
27.同步坐标变换模块，用于根据所述电流检测模块所获取的输出电流的三相 瞬时值i
abc
和所述极坐标变换模块输出的相位φ通过坐标旋转变换得到网侧变 频装置的d轴电流测量值id和q轴电流测量值iq。
28.优选地，所述系统还包括：
29.第一调节模块，用于根据所述电压检测模块所获取的直流母线电压给定值 v
dc给定
和电压测量值v
dc
及电压环比较模块输出的电压控制误差
△vdc
进行pi调 节以得到网侧变频装置的d轴电流给定值i
d给定
；
30.第二调节模块，用于所述第一调节模块输出d轴电流给定值i
d给定
和所述同 步坐标变换模块输出的d轴电流测量值id以及电流环比较模块输出的d轴电流 控制误差
△
id进行pi调节以得到电压偏差给定值
△vd给定
，并与电网电压幅值e 相加得到d轴电压给定值v
d给定
；
31.第三调节模块，用于根据所述同步坐标变换模块输出的q轴电流测量值iq和预设的q轴电流给定值i
q给定
以及电流环比较模块输出的q轴电流控制误差
ꢀ△iq
进行pi调节以得到q轴电压给定值v
q给定
。
32.优选地，所述系统还包括：
33.同步坐标反变换模块，用于根据第二调节模块调节输出的d轴电压给定值 v
d给定
和第三调节模块调节输出的q轴电压给定值v
q给定
以及所述极坐标变换模 块输出相位φ经坐标旋转反变换后得到网侧变频装置输出电压的瞬时给定值 v
abc给定
；
34.pwm控制模块，用于根据所述同步坐标反变换模块输出的输出电压的瞬时给 定值v
abc给定
发出控制信号。
35.相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
36.本发明基于通用变频装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状 态时，其制动能量反馈到直流侧，为了更好的处理反馈制动能量，各变频装置 的直流侧连接起来，将传统靠电阻消耗电能转变成为依靠超级电容吸收存储能 量，再经过一定控制维持直
流母线电压在正常范围内，实现制动时能量回收、 启动是电能释放的目的，达到节能减排的目的。
附图说明
37.为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简 单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对 于本领域普通技术人员来讲，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。
38.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
39.为了能够清楚、完整地理解技术方案，现结合实施例和附图对本发明进一 步说明，显然，所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例，所属领域的技术人 员在没有作出创造性劳动的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。
40.如图1所示，一种应用直流母线的能量回收控制系统，包括：
41.第一电压检测模块，用于获取直流母线电压给定值v
dc给定
；
42.第二电压检测模块，用于获取直流母线电压测量值v
dc
；
43.第一电压环比较模块，用于进行差值运算获得电压控制误差
△vdc
；
44.电流检测模块，用于获取输出电流的三相瞬时值i
abc
；
45.电势检测模块，用于获取电网电压e
abc
；
46.极坐标变换模块，用于根据所述电势检测模块获取的电网电压e
abc
经过坐标 变换以得到所需的相位φ和电压幅值e；
47.同步坐标变换模块，用于根据所述电流检测模块所获取的输出电流的三相 瞬时值i
abc
和所述极坐标变换模块输出的相位φ通过坐标旋转变换得到网侧变 频装置的d轴电流测量值id和q轴电流测量值iq；
48.第一电流环比较模块，用于进行差值运算获得d轴电流控制误差
△
id；
49.第二电流环比较模块，用于进行差值运算获得q轴电流控制误差
△iq
；
50.第一调节模块，用于根据所述第一电压检测模块所获取的直流母线电压给 定值v
dc给定
和所述第一电压检测模块所获取的电压测量值v
dc
及第一电压环比较 模块输出的电压控制误差
△vdc
进行pi调节以得到网侧变频装置的d轴电流给 定值i
d给定
；
51.第二调节模块，用于所述第一调节模块输出d轴电流给定值i
d给定
和所述同 步坐标变换模块输出的d轴电流测量值id以及第一电流环比较模块输出的d轴 电流控制误差
△
id进行pi调节以得到电压偏差给定值
△vd给定
，并与电网电压幅 值e相加得到d轴电压给定值v
d给定
；
52.第三调节模块，用于根据所述同步坐标变换模块输出的q轴电流测量值iq和预设的q轴电流给定值i
q给定
以及第二电流环比较模块输出的q轴电流控制 误差
△iq
进行pi调节以得到q轴电压给定值v
q给定
。
53.同步坐标反变换模块，用于根据第二调节模块调节输出的d轴电压给定值 v
d给定
和第三调节模块调节输出的q轴电压给定值v
q给定
以及所述极坐标变换模 块输出相位φ经坐标旋转反变换后得到网侧变频装置输出电压的瞬时给定值 v
abc给定
；
54.pwm控制模块，用于根据所述同步坐标反变换模块输出的输出电压的瞬时给 定值v
abc给定
发出控制信号。
55.一种应用直流母线的能量回收控制方法，将多个变频装置的直流侧以所述 直流母线电性连接，所述控制方法还包括：
56.获取所述直流母线电压给定值v
dc给定
和电压测量值v
dc
及电压控制误差
△ꢀvdc
，经过第一调节模块得到网侧变频装置的d轴电流给定值i
d给定
；
57.获取电网电压e
abc
的相位φ和输出电流的三相瞬时值i
abc
，并通过同步坐标 变换模块以得到网侧变频装置的d轴电流测量值id和q轴电流测量值iq；
58.根据所述d轴电流给定值i
d给定
和所述d轴电流测量值id以第二调节模块 调节得到d轴电压给定值v
d给定
，所述第一调节模块调节输出的d轴电流给定值 i
d给定
和所述d轴电流测量值id以及d轴电流控制误差
△
id通过第二调节模块 调节后将d轴输出电压偏差给定值
△vd给定
和所述电压幅值e相加以得到d轴电 压给定值v
d给定
；
59.所述第三调节模块对所述q轴电流测量值iq和q轴电流给定值i
q给定
以及 q轴电流控制误差
△iq
调节得到q轴电压给定值v
q给定
，所述预设q轴电流给定 值i
q给定
为i
q给定
＝0；
60.将所述d轴电压给定值v
d给定
和所述q轴电压给定值v
q给定
以及相位φ经过 同步坐标反变换模块输出网侧变频装置输出电压的瞬时给定值v
abc给定
以使pwm 控制模块发出控制信号。
61.本实施案例基于通用变频装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制 动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为了更好的处理反馈制动能量，各变频 装置的直流侧连接起来，将传统靠电阻消耗电能转变成为依靠超级电容吸收存 储能量，再经过一定控制维持直流母线电压在正常范围内，实现制动时能量回 收、启动是电能释放的目的，达到节能减排的目的。
62.上述披露的仅为本发明优选实施例的一种或多种，用于帮助理解技术方案 的发明构思，并非对本发明作其他形式的限制，所属领域的技术人员依据本发 明所限定特征作出其他等同或惯用手段的置换方案，仍属于本发明所涵盖的范 围。