一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压平衡的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压平衡的方法，包括：建立级联PWM整流器数学模型，以DQ旋转坐标系为基准，考虑基于PI控制的电压外环和基于PI控制的电流内环实现整流器单位功率因数运行，在各H桥模块直流侧电容电压的不平衡的情况下，分别考虑基于PI控制器的电压平衡调节和基于一致性算法的电压平衡调节；考虑一般的比例形式的一致性算法和基于PI形式的一致性算法。本发明专利技术在各H桥模块直流侧电容电压的不一致的情况下，通过一致性算法对各模块占空比进行独立修正从而实现了电压的快速平衡。实现了电压的快速平衡。实现了电压的快速平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压平衡的方法


[0001]本专利技术属于整流器控制
，具体为一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压平衡的方法。

技术介绍

[0002]级联型PWM整流器由于各独立H桥模块存在开关损耗差异、脉冲延时差异、结构参数差异以及直流端负载不一致等问题导致直流侧电容电压的不平衡，其可能会导致系统失控以及器件过流过压和电容击穿等问题，因此解决此问题是保证整个系统稳定可靠运行的前提。近年来，国内外学者对此也进行了大量的研究，采取的主要是交换平衡和独立电压闭环控制的方法，然而传统上这些方法存在负载发生突变后的电容电压恢复速度慢的问题，而且基本都是采用的集中式控制，随着级联数量的增多，过于复杂的交换平衡算法或过多的 PI 控制器会导致处理运算量的激增、硬件资源的匮乏和控制器的饱和器分析设计困难等问题。而基于一致性控制的方法，各个H桥模块独立采样和控制，只需要获取相邻H桥模块的状态信息就可以实现输出侧电容电压的平衡。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压平衡的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立级联PWM整流器数学模型，以DQ旋转坐标系为基准，考虑基于PI控制的电压外环和基于PI控制的电流内环，实现整流器单位功率因数运行；步骤2：考虑各H桥模块输出侧电容电压的不平衡性，采用基于PI控制器的电压闭环控制对各H桥模块调制波幅度进行修正，在通信拓扑中加入一致性控制算法；步骤3：考虑一般形式的一致性控制算法，采用基于比例积分的一致性控制策略对各H桥模块调制波幅度进行修正。2.根据权利要求1所述的一种基于一致性控制的级联PWM整流器电压平衡的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：DQ旋转坐标系下级联PWM整流器的基本双闭环控制器的动态方程描述为下式：（1）其中，u
sd
和u
sq
分别为交流侧输入电压d轴分量和q轴分量，i
sd
和i
sq
分别为交流侧电感电流d轴分量和q轴分量，ω为基波角频率，L
s
为交流侧输入电感，R
s
为交流侧等效电阻，N为H桥级联数量，为直流侧平均电压，d
d
与d
q
分别为基本双闭环控制器调节产生的公共有功占空比与无功占空比；t为时间；对i
sq
和i
sd
采用前馈解耦策略进行解耦，另构建两个独立变量u
md
和u
mq
，其表达式为：（2）因此得到：（3）将电流内环设计为：
（4）其中，i
sd*
与i
sq*
分别电感电流d轴和q轴分量参考值，s为Laplace算子，K
dp
和K
di

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺亮，蒋久祥，马俊鹏，刘天琪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：