[發明專利]基于擴張狀態觀測器的PWM整流器控制方法與裝置

有效

• 申請號: 201811089072.2
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109245570B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 張永昌;李冰玉;劉杰
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李莎

本發明公開了一種基于擴張狀態觀測器PWM整流器控制方法與裝置。涉及電力電子技術領域；能夠很好地解決由參數攝動與外部干擾造成的網側電壓畸變和母線電壓波動問題。所述基于擴張狀態觀測器的PWM整流器控制方法包括：獲取基于擴張狀態觀測器的無模型控制的電流參考值；根據PWM整流器的擴張狀態觀測器方程與所述電流參考值，算得變換器側電壓預測值；利用所述變換器側電壓預測值，算得用于驅動功率管的驅動脈沖。所述基于擴張狀態觀測器的PWM整流器控制裝置包括：電流參考值模塊；電壓預測值模塊；驅動脈沖模塊。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別是指一種基于擴張狀態觀測器的PWM整流器控制方法與裝置。

背景技術

脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation，PWM)整流器具有能量雙向流動，功率因數可調，電網側電流正弦和母線電壓可調的特點，得到了廣泛的應用。而在實際應用中，PWM整流器會遇到參數攝動和外部擾動。參數攝動主要是由于環境溫度變化引起參數發生變化。參數發生變化時會造成系統控制性能下降，表現為網側電流畸變，諧波增大，功率因數降低，嚴重的會造成系統不穩定。外部擾動通常表現為電網不平衡或者電網含有諧波。電網電壓發生擾動時，網側電流也會畸變，不滿足并網標準。因此在PWM整流器在實際的電流預測控制中，會出現由于參數攝動和外部干擾引起的網側電流畸變和母線電壓波動問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種能夠解決PWM整流器電流預測控制中由于參數攝動與外部干擾引起的網側電壓畸變和母線電壓波動問題的PWM整流器控制方法與裝置。

基于上述目的，本發明提供了一種基于擴張狀態觀測器的PWM整流器控制方法，包括：

獲取基于擴張狀態觀測器的無模型控制的電流參考值；

根據PWM整流器的擴張狀態觀測器方程與所述電流參考值，計算得到變換器側電壓預測值；

利用所述變換器側電壓預測值，計算得到用于驅動功率管的驅動脈沖。

可選的，所述獲取基于擴張狀態觀測器的無模型控制的電流參考值包括：

將電網側三相電壓與電網側三相電流變換到兩相靜止坐標系下，得到兩相表示形式的電網側電壓信號與電網側電流信號；

從所述電網側電壓信號中提取基波電壓e_f，利用電壓正負序提取法得到基波電壓正序分量e_f⁺與基波電壓負序分量e_f^-；

將測量得到的直流母線電壓U_dc與母線參考電壓U_dc^ref比較，通過比例積分控制器與乘法器，得到有功功率參考值P^ref；

根據輸入功率控制方法以及所述有功功率參考值P^ref，計算復功率參考值S^ref；

根據所述復功率參考值S^ref，計算得到基于擴張狀態觀測器的無模型控制的電流參考值i^ref。

可選的，所述將電網側三相電壓與電網側三相電流變換到兩相靜止坐標系下，得到兩相表示形式的電網側電壓信號與電網側電流信號具體為：

根據變換公式將所述電網側三相電壓與所述電網側三相電流變換到兩相靜止坐標系下；

所述變換公式為：

其中，e_α、e_β表示在靜止坐標系上α相和β相的電壓信號，e_a、e_b、e_c分別為三相采樣電網電壓；