一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法技术

一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法，属于电力电子控制技术领域。解决了现有三相有源前端功率变换器控制过程中存在响应速度慢、鲁棒性能差的问题。本发明专利技术基于三相电网的输出电压、输出电流和占空比控制信号，建立三相有源前端功率变换器的动态数学模型；根据动态数学模型确定三相有源前端功率变换器的控制目标变量及参考值；采用电压环和电流环分别对三相有源前端功率变换器直流输出电压和电网交流电流进行控制，使直流输出电压和电网交流电流分别趋近于对应的参考值，实现三相有源前端功率变换器的控制。本发明专利技术适用于三相有源前端功率变换器的控制。用于三相有源前端功率变换器的控制。用于三相有源前端功率变换器的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子控制


技术介绍

[0002]有源前端功率变换器是基于IGBT等受控开关的联网功率变换器，这些变换器广泛应用于工业领域，可以作为可再生能源和公用电网之间的互连桥梁，也可以用作有源电力滤波器，提供所需的谐波电流，以抵消公用电网上的谐波含量。这类变换器具有如下优点：首先，可以提供非常低的总谐波失真(THD)的电流，畸变率从基于二极管变换器的25
‑
30％降低到3％，因此可以提供非常清洁的能源；其次，它们在公共电网和并网设备之间提供双向电能交换，因此是完全可逆的，并且可以将能量返回到电网以减少功率损耗；第三，从成本的角度来看，它们无需额外增加功率因数校正系统和谐波滤波器，从而降低成本。
[0003]有源前端功率变换器的一个关键控制问题是直流链路电压调节，其直流链路通常作为后级设备的直流电源，例如电压源逆变器电机驱动器、能量存储系统、直流负载等。近年来，已经提出了多种类型的直流链路电压调节方案，包括传统线性PI控制和许多新的非线性控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法，其特征在于，该方法包括：步骤一、基于三相电网的输出电压、输出电流和占空比控制信号，建立三相有源前端功率变换器的动态数学模型；步骤二、根据动态数学模型确定三相有源前端功率变换器的控制目标变量及参考值；所述目标变量包括：三相电网的直流输出电压和电网交流电流；参考值包括：三相电网的交流电流对应的d轴的目标参考电流q轴的目标参考电流和三相电网的直流输出电压对应的参考值步骤三、采用电压环和电流环分别对三相有源前端功率变换器直流输出电压和电网交流电流进行控制，使直流输出电压和电网交流电流分别趋近于对应的参考值，实现三相有源前端功率变换器的控制。2.根据权利要求1所述的一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法，其特征在于，步骤一中，基于三相电网的输出电压、输出电流和占空比控制信号，建立三相有源前端功率变换器的动态数学模型的方法为：将三相电网电压υ
an
，υ
bn
，υ
cn
，输入三相电流i
a
，i
b
，i
c
，以及占空比控制信号u
a
，u
b
，u
c
，分别通过旋转坐标变换{
·
}
dq
＝T{
·
}
abc
，得到dq坐标系下d轴和q轴的电压υ
d
，υ
q
，d轴和q轴的电流i
d
，i
q
，d轴和q轴的占空比控制信号u
d
，u
q
；其中，t为时间，ω为电网电压频率，利用坐标变换后的电压、电流和占空比控制信号建立三相有源前端功率变换器的动态模型。3.根据权利要求2所述的一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法，其特征在于，步骤一中，三相有源前端功率变换器的动态数学模型为：三相有源前端功率变换器的动态数学模型为：三相有源前端功率变换器的动态数学模型为：式中：L为滤波电感，r为滤波电感寄生电阻，C为直流输出侧电容，R
L
为直流输出侧干扰负载，i
load
为负载电流，V
dc
为直流输出电压，ω为电网电压频率。4.根据权利要求3所述的一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法，其特征在于，步骤三中，采用电压环对三相有源前端功率变换器直流输出电压进行控制的方法为：利用滑模干扰观测器和二阶滑模控制器计算获得电压调节环输出的控制信号u：
所述电压调节环输出的控制信号u＝p
*
所述p
*
为三相电网的有功功率，其中，是滑模干扰观测器对对外界干扰信号d的估计值，负载功率p
load
＝d为外界干扰信号，μ
z
(e)是二阶滑模控制器(SOSMC)输出，e＝z
*
‑
z，z
*
和z为中间变量，为滑模干扰观测器的观测误差。5.根据权利要求4所述的一种基于滑模观测器的三相有源前端功率变换器控制方法，其特征在于，滑模干扰观测器：滑模干扰观测器：其中，是z的估计值，为观测误差，C为直流侧电容值，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文晟，吴立刚，徐殿国，王高林，高亚斌，姚蔚然，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：