[發明專利]一種DFIG網側變換器電流跟蹤非線性控制方法及其控制系統

在審

• 申請號: 202110309550.1
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113054880A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李嵐;候傳羽;楊琦;楊旭;趙楠
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02M5/458;H02J3/50;H02J3/16;H02M1/42
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;鄧東東

1.一種DFIG網側變換器電流跟蹤非線性控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：對DFIG網側變換器進行數學建模：將DFIG網側變換器的非線性過程用狀態方程表示，建立其數學模型；

步驟二：采用滑模控制器實現網側變換器電壓外環控制：選取合適的滑模面，建立符合李雅普諾夫穩定性的滑模控制器，實現電壓外環控制；

步驟三：采用反饋線性化實現網側變換器電流內環控制：在滿足反饋線性化條件下，對DFIG網側變換器數學模型進行反饋線性化解耦，實現電流跟蹤控制，完成閉環控制過程。

2.根據權利要求1所述的一種DFIG網側變換器電流跟蹤非線性控制方法，其特征在于：所述步驟一建立數學模型的具體步驟為：

步驟1.1：建立DFIG網側變換器的三相靜止abc數學模型，其表達式如下：

上式中：u_a、u_b、u_c為變壓器輸出電壓，u_ra、u_rb、u_rc為網側變流器交流側電壓，R為寄生電阻，L為濾波電抗器的電感，i_a、i_b、i_c為網側變流器輸入電流，C為直流母線濾波電容，u_dc為直流母線電壓，i_load為網側流向轉子變流器的電流，S_a、S_b、S_c為網側變換器的開關函數；

步驟1.2：通過坐標變換將網側變換器三相靜止abc數學模型轉換得到兩相靜止αβ坐標系下的數學模型，轉換關系如下：

3.根據權利要求1所述的一種DFIG網側變換器電流跟蹤非線性控制方法，其特征在于：所述步驟二采用滑模控制器實現網側變換器電壓外環控制的具體步驟為：

步驟2.1：選取滑模面函數：S＝u_{dc_ref}-u_dc；

上式中：u_{dc_ref}為參考電壓；

步驟2.2：選擇指數趨近律限定滑模控制趨近階段的運動軌跡，上式中：k₁、k₂為滑模控制器參數，且k₁＞0，k₂＞0，ε為誤差帶，ε＞0，為S的導數，sat(S)為飽和函數，所述飽和函數的計算公式如下：

步驟2.3：當系統穩定時，系統的直流母線電壓u_dc將無靜差跟蹤參考值u_{dc_ref}，此時，將上式代入滑模面函數得：

根據直流母線電壓與功率關系，可得內環有功功率與直流母線電壓關系為：

根據上述計算公式可得網側變換器直流母線電壓外環的控制方程為：

P＝(C[k₁S+k₂sat(S)]+i_load)u_dc。