[發明專利]面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110156099.4
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112968615B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張承慧;付程;張關關;段彬;張憲福
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，其特征在于，包括：

獲取PWM整流器的負載電流；

將負載電流前饋至含有第一待設計增益參數的狀態變換中；其中，狀態變換中構建了變換后的狀態變量與PWM整流器狀態變量的關系；PWM整流器狀態變量包括直流電壓的平方值、無功功率和有功功率；

含有第一待定增益參數的狀態變換為：

其中，為直流電壓的參考值，R_L是負載電阻，H₁為第一待定增益參數，x₂＝P；x₃＝Q為PWM整流器狀態變量，P和Q分別為PWM整流器有功功率和無功功率，z₁、z₂和z₃為變換后的PWM整流器狀態變量；

狀態變換后的狀態變量經含有第二待設計增益參數的單環直接增益規律的控制，輸出在兩相靜止坐標系下的調制電壓以調制PWM整流器；其中，單環直接增益規律包括直流電壓控制律和無功功率控制律；直流電壓控制律u_P和無功功率控制律u_Q表示為：

其中，H₂是第二待定增益參數，u_α,u_β是兩相靜止坐標系下的電網電壓，ω是三相電壓的角頻率，L是濾波電感，R是線路等效電阻；

第一待設計增益參數大于C是直流側電容，R_L是負載電阻，M是正定Lyapunov加權矩陣，n₀為任意正常數；第二待設計增益參數大于0。

2.如權利要求1所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，其特征在于，在兩相靜止坐標系下的直流電壓控制律u_P和無功功率控制律u_Q為：

其中v_α,v_β是PWM整流器在兩相靜止坐標系下的調制電壓，u_α,u_β是兩相靜止坐標系下的電網電壓。

3.如權利要求1所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，其特征在于，直流電壓控制律的目的是使得直流電壓跟蹤其參考值。

4.如權利要求1所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，其特征在于，無功功率控制律的目的是實現網側電流正弦化，確保系統單位功率因數運行，即無功功率趨于0。

5.如權利要求1所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，其特征在于，含有第一待定增益參數的狀態變換是根據直接增益控制原理和PWM整流器動態數學模型而構建的。

6.如權利要求1所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，其特征在于，根據Lyapunov穩定性原理，求取第一待設計增益參數和第二待設計增益參數的選擇范圍。

7.一種面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制器，其特征在于，包括存儲器，所述存儲有計算機程序，其特征在于，該程序所述直接增益控制器執行時實現如權利要求1-6中任一項所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制方法中的步驟。

8.一種面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制系統，其特征在于，包括如權利要求7所述的面向雙向充電機前端AC/DC整流器的直接增益控制器。