[發(fā)明專利]面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110156099.4
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112968615B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張承慧;付程;張關(guān)關(guān);段彬;張憲福
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系統(tǒng)。其中，該方法包括獲取PWM整流器的負(fù)載電流；將負(fù)載電流前饋至含有第一待設(shè)計(jì)增益參數(shù)的狀態(tài)變換中；其中，狀態(tài)變換中構(gòu)建了變換后的參數(shù)與PWM整流器狀態(tài)變量的關(guān)系；PWM整流器狀態(tài)變量包括直流電壓的平方值、無功功率和有功功率；狀態(tài)變換后的參數(shù)經(jīng)含有第二待設(shè)計(jì)增益參數(shù)的單環(huán)直接增益規(guī)律的控制，輸出在兩相靜止坐標(biāo)系下的調(diào)制電壓以調(diào)制PWM整流器；其中，單環(huán)直接增益規(guī)律包括直流電壓控制律和無功功率控制律；第一待設(shè)計(jì)增益參數(shù)大于C是直流側(cè)電容，R_L是負(fù)載電阻，M是正定Lyapunov加權(quán)矩陣，n₀為任意正常數(shù)；第二待設(shè)計(jì)增益參數(shù)大于0。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

傳統(tǒng)單向充電機(jī)存在能量流動方向單一、輸入功率因數(shù)低、電流畸變大等缺陷，已成為制約電動汽車發(fā)展的主要瓶頸。三相PWM整流器結(jié)構(gòu)簡單，既能從電網(wǎng)吸收能量供給動力電池，又能將動力電池存儲的能量反饋到電網(wǎng)，是電動汽車雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的首選。

然而，作為電網(wǎng)和電動汽車的直連裝置，即會被不平衡、諧波等復(fù)雜電網(wǎng)工況影響，又會受不同特性動力電池負(fù)載充電特性干擾。常規(guī)的比例積分控制(PI)方法，多基于線性化小信號模型，無法保障雙向充電機(jī)在如此復(fù)雜的工況下安全穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有三相PWM整流器控制方案大多采用電壓外環(huán)、電流/功率內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)級聯(lián)結(jié)構(gòu)，控制器參數(shù)調(diào)整過程繁瑣，難以滿足負(fù)載頻繁切換的工況。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法及系統(tǒng)，其能夠優(yōu)化直流電壓和無功功率跟蹤性能，保障三相PWM整流器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有單環(huán)控制結(jié)構(gòu)，控制律參數(shù)少且整定方便，易于工程實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個方面提供一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法。

一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法，包括：

獲取PWM整流器的負(fù)載電流；

將負(fù)載電流前饋至含有第一待設(shè)計(jì)增益參數(shù)的狀態(tài)變換中；其中，狀態(tài)變換中構(gòu)建了變換后的狀態(tài)變量與PWM整流器狀態(tài)變量的關(guān)系；PWM整流器狀態(tài)變量包括直流電壓的平方值、無功功率和有功功率；

狀態(tài)變換后的狀態(tài)變量經(jīng)含有第二待設(shè)計(jì)增益參數(shù)的單環(huán)直接增益規(guī)律的控制，輸出在兩相靜止坐標(biāo)系下的調(diào)制電壓以調(diào)制PWM整流器；其中，單環(huán)直接增益規(guī)律包括直流電壓控制律和無功功率控制律；第一待設(shè)計(jì)增益參數(shù)大于C是直流側(cè)電容，R_L是負(fù)載電阻，M是正定Lyapunov加權(quán)矩陣，n₀為任意正常數(shù)；第二待設(shè)計(jì)增益參數(shù)大于0。

本發(fā)明的第二個方面提供一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制器。

一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制器，包括存儲器，所述存儲有計(jì)算機(jī)程序，該程序所述直接增益控制器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述所述的面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制方法中的步驟。

本發(fā)明的第三個方面提供一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制系統(tǒng)。

一種面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制系統(tǒng)，包括如上述所述的面向雙向充電機(jī)前端AC/DC整流器的直接增益控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：