本技術(shù)涉及變換器，尤其涉及一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制方法、裝置、終端及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、單級(jí)雙向ac-dc變換器具有電能雙向傳輸、功率密度高、交流側(cè)功率因數(shù)可控、電器隔離等特點(diǎn)。目前雙向充電裝置所使用的雙向單級(jí)隔離型ac-dc矩陣變換器拓?fù)淙鐖D1所示。

2、對(duì)于雙向單級(jí)隔離型ac-dc矩陣變換器目前常用的控制方法有：一種是在靜止參考坐標(biāo)系下使用pr(proportional?resonance，比例諧振)控制器直接對(duì)電網(wǎng)電流進(jìn)行控制，pr控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交流給定信號(hào)的無靜差跟蹤，但該控制器對(duì)電網(wǎng)電壓頻率擾動(dòng)較為敏感；另一種是將正弦電流進(jìn)行坐標(biāo)變換，在同步參考坐標(biāo)系下使用pi（proportional?integral，比例積分）控制器進(jìn)行控制，在同步dq坐標(biāo)系下，基于pi調(diào)節(jié)的方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有功電流和無功電流的獨(dú)立控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入電流的無靜差控制，因此本技術(shù)也采用pi控制器對(duì)電路進(jìn)行控制。

3、但因單相系統(tǒng)只有一個(gè)自由度，所以無法直接進(jìn)行clark變換和park變換。本實(shí)施例可以將網(wǎng)側(cè)輸入電壓和輸入電流作為α軸的電壓和電流分量和，然后經(jīng)過鎖相環(huán)可以得到β軸電壓，而β軸電流分量一般通過延遲環(huán)節(jié)產(chǎn)生，這種方法動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制方法、裝置、終端及介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有的單級(jí)雙向ac-dc變換器動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)第一方面提供了一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制方法，應(yīng)用于單級(jí)雙向ac-dc變換器，所述單級(jí)雙向ac-dc變換器包括：lc濾波電路、矩陣變換電路、高頻變壓器、lcl諧振電路、h橋電路和輸出濾波電路，所述控制方法包括：

3、根據(jù)單級(jí)雙向ac-dc變換器網(wǎng)側(cè)的輸入電壓、輸入電流和所述單級(jí)雙向ac-dc變換器網(wǎng)側(cè)的等效電路，結(jié)合基爾霍夫定律，構(gòu)建所述等效電路的電路參數(shù)關(guān)系模型，所述電路參數(shù)關(guān)系模型包括：所述等效電路的kvl方程和kcl方程；

4、將所述電路參數(shù)關(guān)系模型轉(zhuǎn)換至dq坐標(biāo)系，結(jié)合預(yù)設(shè)的開關(guān)周期和輸入電流參考值，構(gòu)建在dq坐標(biāo)系下的濾波電容電壓關(guān)系方程；

5、根據(jù)所述電路參數(shù)關(guān)系模型，確定所述等效電路的β軸電壓關(guān)系方程，再對(duì)所述β軸電壓關(guān)系方程進(jìn)行拉普拉斯變換得到所述等效電路的正交電流關(guān)系方程；

6、采集單級(jí)雙向ac-dc變換器網(wǎng)側(cè)的實(shí)際輸入電壓和實(shí)際輸入電流，通過聯(lián)立所述濾波電容電壓關(guān)系方程和所述正交電流關(guān)系方程，得到β軸正交電流，所述β軸正交電流用于結(jié)合預(yù)設(shè)的電流解耦方程和控制參數(shù)計(jì)算方程，確定所述h橋電路的控制參數(shù)。

7、優(yōu)選地，所述濾波電容電壓關(guān)系方程具體為：

8、

9、式中，、為所述等效電路中的濾波電容電壓的d軸分量和q軸分量，、為所述輸入電壓的d軸分量和q軸分量，為所述等效電路的等效電感，、為所述輸入電流的d軸分量和q軸分量，、為所述輸入電流參考值的d軸分量和q軸分量，為所述輸入電壓的角頻率，為所述等效電路的等效電阻。

10、優(yōu)選地，所述正交電流關(guān)系方程具體為：

11、

12、式中，為β軸正交電流，為所述輸入電壓的β軸分量，為所述濾波電容電壓的β軸分量，為所述等效電路的等效電感，為拉普拉斯算子。

13、優(yōu)選地，所述電流解耦方程具體為：

14、

15、式中，、為解耦電流的d軸分量和q軸分量，為所述等效電路的等效電容，、為所述等效電路中的濾波電容電壓的d軸分量和q軸分量，為拉普拉斯算子，為所述等效電路的等效電感，、為所述輸入電流的d軸分量和q軸分量，為所述等效電路的等效電阻。

16、優(yōu)選地，所述電流解耦方程具體為：

17、

18、式中，、為解耦電流的d軸分量和q軸分量，為所述輸入電壓的角頻率，為所述等效電路的等效電容，、為所述等效電路中的濾波電容電壓的d軸分量和q軸分量，為拉普拉斯算子，為所述等效電路的等效電感，、為所述輸入電流的d軸分量和q軸分量。

19、優(yōu)選地，所述控制參數(shù)包括：h橋輸出電壓的占空比。

20、優(yōu)選地，所述控制參數(shù)計(jì)算方程具體為：

21、

22、式中，d為所述占空比，為直流電壓源的電壓值，為開關(guān)角頻率，m為正弦函數(shù)的幅值系數(shù)，為正弦函數(shù)的相位系數(shù)，l為lcl諧振電路的電感值，為矩陣變換器輸入電流解耦后的參考值在dq坐標(biāo)系下的q軸分量，為矩陣變換器輸入電流解耦后的參考值在dq坐標(biāo)系下的d軸分量。

23、同時(shí)，本技術(shù)第二方面提供了一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制裝置，應(yīng)用于單級(jí)雙向ac-dc變換器，所述單級(jí)雙向ac-dc變換器包括：lc濾波電路、矩陣變換電路、高頻變壓器、lcl諧振電路、h橋電路和輸出濾波電路，所述控制裝置包括：

24、電路參數(shù)關(guān)系確定單元，用于根據(jù)單級(jí)雙向ac-dc變換器網(wǎng)側(cè)的輸入電壓、輸入電流和所述單級(jí)雙向ac-dc變換器網(wǎng)側(cè)的等效電路，結(jié)合基爾霍夫定律，構(gòu)建所述等效電路的電路參數(shù)關(guān)系模型，所述電路參數(shù)關(guān)系模型包括：所述等效電路的kvl方程和kcl方程；

25、第一關(guān)系方程轉(zhuǎn)換單元，用于將所述電路參數(shù)關(guān)系模型轉(zhuǎn)換至dq坐標(biāo)系，結(jié)合預(yù)設(shè)的開關(guān)周期和輸入電流參考值，構(gòu)建在dq坐標(biāo)系下的濾波電容電壓關(guān)系方程；

26、第二關(guān)系方程轉(zhuǎn)換單元，用于根據(jù)所述電路參數(shù)關(guān)系模型，確定所述等效電路的β軸電壓關(guān)系方程，再對(duì)所述β軸電壓關(guān)系方程進(jìn)行拉普拉斯變換得到所述等效電路的正交電流關(guān)系方程；

27、正交電流確定單元，用于采集單級(jí)雙向ac-dc變換器網(wǎng)側(cè)的實(shí)際輸入電壓和實(shí)際輸入電流，通過聯(lián)立所述濾波電容電壓關(guān)系方程和所述正交電流關(guān)系方程，得到β軸正交電流，所述β軸正交電流用于結(jié)合預(yù)設(shè)的電流解耦方程和控制參數(shù)計(jì)算方程，確定所述h橋電路的控制參數(shù)。

28、本技術(shù)第三方面提供了一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制終端，包括：存儲(chǔ)器和處理器；

29、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)與如本技術(shù)第一方面提供的一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制方法相對(duì)應(yīng)的程序代碼；

30、所述處理器用于讀取并執(zhí)行所述程序代碼。

31、本技術(shù)第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中保存有與如本技術(shù)第一方面提供的一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制方法相對(duì)應(yīng)的程序代碼，當(dāng)所述程序代碼被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如本技術(shù)第一方面提供的一種單級(jí)雙向ac-dc變換器控制方法。

32、從以上技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

33、本技術(shù)提供的方案首先根據(jù)單級(jí)雙向ac-dc變換器交流電網(wǎng)側(cè)的等效電路，結(jié)合基爾霍夫定律，構(gòu)建該等效電路的電路參數(shù)關(guān)系模型，再基于該電路參數(shù)關(guān)系模型，分別構(gòu)建在dq坐標(biāo)系下的濾波電容電壓關(guān)系方程和正交電流關(guān)系方程，然后，利用采集到的實(shí)際輸入電壓和實(shí)際輸入電流，通過聯(lián)立濾波電容電壓關(guān)系方程和正交電流關(guān)系方程，即可得到β軸正交電流，從而實(shí)現(xiàn)以更快的效率構(gòu)造出準(zhǔn)確的β軸正交電流，而且本技術(shù)的方案不受延遲環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度限制，能夠更好地避免網(wǎng)側(cè)電壓波動(dòng)對(duì)實(shí)際構(gòu)造的β軸正交電流的影響，解決了現(xiàn)有技術(shù)在構(gòu)造β軸正交電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度差的問題。另外，本技術(shù)采用不含微分項(xiàng)的解耦方程實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的解耦，進(jìn)一步降低控制方法的復(fù)雜度和提高系統(tǒng)的魯棒性。