[发明专利]一种基于电压不平衡数学模型的无刷双馈电机网侧变换器控制策略

权利要求书

1.一种基于电压不平衡数学模型的无刷双馈电机网侧变换器的控制策略，其特征在于该方法包括以下工作步骤：

第1、利用对称分量法建立电网电压不平衡条件下网侧变换器的数学模型；

第2、分析第1步建立的数学模型，设计控制策略抑制交流侧负序电流，确定状态方程中电流的交叉耦合项和外部扰动项，利用自抗扰控制技术的扩张状态观测器加以估计，从而提高控制系统的品质；

第3、设计自抗扰控制技术的跟踪微分器，以实现控制策略合理的过渡过程，降低输出的超调量；

第4、设计自抗扰控制技术的非线性反馈环节，以提高系统控制效率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第1步所说的网侧变换器的数学模型是基于d-q坐标系下的状态方程；设三相电网不平衡电压矢量为{E_a，E_b，E_c}，假设不存在零序分量，则电网电压复矢量存在正、负序分量，即

Edq=Edqpejωt+Edqne-jωt---(1)]]>

Edq=23[Ea+Ebej2π/3+Ece-j2π/3]]]>

式中，ω为电网电压角频率；分别为d-q坐标系中正、负序电网电压复矢量，

E_dq^p＝E_d^p+jE_q^p；E_dqⁿ＝E_dⁿ+jE_qⁿ            (2)

由式(2)可以看出，在d-q坐标系中，电网电压正序复矢量E_dq^pe^jωt是一个模为|E_dq^p|且按逆时针方向以角频率ω旋转的空间矢量，而电网电压负序复矢量E_dqⁿe^-jωt则是模为|E_dqⁿ|且按顺项时针方向以角频率ω旋转的空间矢量；

Edq=Vdq+LdIdqdt+RIdq---(3)]]>

式(3)中为d-q坐标系中交流输入端基波电压合成矢量；

为d-q坐标系中交流输入端基波电流合成矢量；当电网电压不平衡时，V_dqI_dq均含有正负序分量，可记为

Vdq=Vdqpejωt+Vdqne-jωtIdq=Idqpejωt+Idqne-jωt---(4)]]>

式(4)中，v_dq^p V_dqⁿ分别为同步旋转d-q坐标系中交流输入端基波电压的正负序复分量；

V_dq^p＝V_d^p+jV_q^p；V_dqⁿ＝V_dⁿ+jV_qⁿ        (5)

I_dq^p＝I_d^p+jI_q^p；Id_qⁿ＝I_dⁿ+jI_qⁿ        (6)

将式(1)、(3)联立，可以得到d-q坐标系下网侧变换器正负序复矢量模型方程为

Edqp=LdIdqp +RIdqp+jωLIdqp+VdqpEdqn=LdIdqndt+RIdqn-jωLIdqn+Vdqn---(7)]]>

将式(2)、(4)、(5)、(6)代入式(7)中，可以推导出电压不平衡时网侧变换器基于d-q坐标系的状态方程：

LdIdqpdt=Edp-Vdp-RIdp+ωLIqpLdIqpdt=Eqp-Vqp-RIdq-ωLIdpLdIdndt=Edn-Vdn-RIdn-ωLIqnLdIqndt=Eqn-Vqn-RIqn-ωLIdn---(8)]]>

式(8)中E_dq E_qp E_qp E_qn I_dq I_qp I_qp I_qn V_dq V_qp V_qp V_qn分别为正负序同步旋转坐标系中的电压，电流矢量，L为交流侧电感，R为寄生电阻。