[發明專利]一種直流配電網三相AC-DC變流器控制方法

有效

• 申請號: 202010559570.X
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111654017B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 吳博寧;周雪松;馬幼捷;王成龍;陶瓏;劉茂
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J5/00;H02M7/66;H02M7/48
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 謝秀娟

1.一種直流配電網三相AC-DC變流器控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

搭建直流配電網三相AC-DC變流器的數學模型；

基于搭建的數學模型，構建直流配電網三相AC-DC變流器的控制系統，包括：

構建所述直流配電網三相AC-DC變流器控制系統中的電流內環；

構建所述直流配電網三相AC-DC變流器控制系統中的電壓外環，所述電壓外環包括變增益線性擴張狀態觀測器和滑模控制器；

所述變增益線性擴張狀態觀測器表達為

式中：z₁(t)、z₂(t)、z₃(t)為擴張狀態觀測器的狀態變量；e(t)為觀測值與實際值的差值，x₁(t)為實際值；a₁、a₂、a₃為觀測器線性增益；β₁(t)、β₂(t)、β₃(t)為時變函數用于修正線性增益；

b_i用來限定時間t的取值；n_i用來限制函數的凹凸性及凹凸程度。

2.根據權利要求1所述的直流配電網三相AC-DC變流器控制方法，其特征在于：所述直流配電網三相AC-DC變流器交流側在二維旋轉坐標系下的數學模型為：

式中：e_d、e_q為三相AC-DC變流器交流側電壓矢量在旋轉坐標系d_q軸上的分量，i_d、i_q為三相AC-DC變流器交流側電流矢量在旋轉坐標系d_q軸上的分量、S_d、S_q為三相AC-DC變流器交流側開關函數在旋轉坐標系d_q軸上的分量；

所述直流配電網三相AC-DC變流器直流側在二維旋轉坐標系下的數學模型為：

式中，i_L為流經負載兩端的電流，L為線路等效電感；C為直流側濾波器電容；U_dc為直流側電容器兩端電壓；i_L為流經負載兩端的電流。

3.根據權利要求1所述的直流配電網三相AC-DC變流器控制方法，其特征在于：所述電流內環采用前饋解耦控制，控制器選用PI控制器，所述電流內環的控制方程為：

式中，u_d＝U_dcS_d，u_q＝U_dcS_q；k_ipd，k_ipq，k_iid，k_iiq分別為PI控制器在d_q中的比例積分增益；為q軸電流參考值，為d軸電流參考值，同時也是電壓外環的輸出。

4.根據權利要求1所述的直流配電網三相AC-DC變流器控制方法，其特征在于：采用指數趨近率構建所述滑模控制器：

式中，ε＞0,k＞0，ε為系統狀態變量趨向滑模面的速度，k為指數項系數，sign(s)為符號函數，s為滑模面。