[发明专利]一种考虑频率动态特性的PR控制与PI控制等效方法

权利要求书

1.一种考虑频率动态特性的PR控制与PI控制等效方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立PR控制器模型，以静止坐标系下的PR控制器为基准，在不考虑频率动态特性的情况下推导其对应于同步旋转坐标系下的PI控制器模型；

静止坐标系下PR控制器的传递函数为：

其中，ω₀为额定角频率，k_p为PR控制器比例增益，k_r为PR控制器谐振增益，s为Laplace算子，j表示复数；

在不考虑频率动态特性时，同步旋转坐标系下的PI控制器的传递函数表示为：

根据公式(2)得到经过PI控制器后的输出电压表达式为：

其中，u_d和u_q分别表示PI控制器输出的d轴和q轴电压，Δi_d和Δi_q分别表示d轴和q轴电流误差；

步骤2：考虑频率的动态特性，对同步旋转坐标系下的PI控制器的参考电流、反馈电流、调制信号以及锁相环进行修正；

对PI控制器的信号进行修正，具体修正原则为：

dq坐标系下修正后的电流参考值为：

其中，I_dqrefm为旋转坐标系下PI控制器修正后的参考电流输入，I_dqrefαβ为静止坐标系下PR控制器的参考电流输入，ω′为锁相环PLL的输出角频率，t为时间变量；

dq坐标系下修正后的反馈电流i_dm和i_qm为：

其中，i_a、i_b和i_c表示逆变器实际输出的三相电流；

dq坐标系下修正后的调制信号v_αβm表示为：

其中，u_dq表示PI控制器输出的dq轴电压矢量；

dq坐标系下修正后的锁相环输入e_qm表示为：

其中，e_dq表示在αβ坐标系下PR控制器的输出在dq坐标系下的等效；Im表示对输出取虚部；

步骤3：以同步旋转坐标系下的PI控制器为基准，在不考虑频率动态特性的情况下推导其对应于静止坐标系下的PR控制器；

在不考虑频率动态特性时，静止坐标系下的PR控制器的传递函数等效为：

根据公式(8)得到经过PR控制器后的输出电压表达式为：

其中，u_α和u_β分别表示PR控制器输出的α轴和β轴电压，Δi_α和Δi_β分别表示α轴和β轴电流误差；

步骤4：考虑频率动态特性，对静止坐标下的PR控制器的参考电流、反馈电流以及调制信号进行修正；

对PR控制器的信号进行修正，具体修正原则为：

αβ坐标系下修正后的电流参考值i_αβrefm为：

其中，i_dqref表示dq轴参考电流；

对PR控制器的反馈电流进行修正，其原理为：

αβ坐标系下修正后的反馈电流i_am、i_bm、i_cm为：

其中，i_dqm为αβ坐标系下修正后的dq轴电流，i_αβ为αβ坐标系下逆变器实际输出电流；

PR控制器的调制信号进行修正，其原理为：

其中，u_αβ表示PR控制器输出的αβ轴电压矢量；

αβ坐标系下修正后的三相调制信号v_am、v_bm、v_cm可以表示为：

其中，v_dm和v_qm分别表示在dq坐标系下修正后的d轴、q轴调制信号。