[发明专利]一种永磁直驱风电系统母线稳压控制方法

权利要求书

1.一种永磁直驱风电系统母线稳压控制方法，其特征在于：在电网电压定向矢量控制方法中嵌入自抗扰控制器；

所述自抗扰控制器包括跟踪微分器、扩展状态观测器和非线性状态误差反馈控制律；其中，跟踪微分器用于安排过渡过程，给出合理的控制信号，解决响应速度与超调之间的矛盾；扩张状态观测器用来解决模型未知部分和外部未知扰动综合对控制对象的影响，然后给出信号补偿这些扰动，将控制对象变为普通的积分串联型控制对象；非线性误差反馈控制律给出被控对象的控制策略。

2.根据权利要求1所述的永磁直驱风电系统母线稳压控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对电网电压的交流量进行Park变换，得到d-q坐标系下的变量；即从abc坐标变换到dq0坐标，将逆变器输出电压u_a、u_b、u_c，和逆变器输出电流I_ga、I_gb、I_gc，这些量经过坐标变换都变换到dq0坐标中，得到I_gd、I_gq和u_gd、u_gq；

S2、针对电网电压定向的矢量控制；

S2-1、将自抗扰控制器嵌入在外环控制器中；

S2-2、将外环控制器的输出作为内环控制器的输入；

S2-3、然后采用基于电网电压定向的矢量控制方法，通过步骤S1得到的d-q坐标系中相关电流量的前馈补偿来间接实现网侧变流器有功和无功的解耦，实现控制优化，在风电系统在受到扰动影响时得到最小的波动幅值和最短的暂态过程。

3.根据权利要求2所述的永磁直驱风电系统母线稳压控制方法，其特征在于，步骤S2-3所述基于电网电压定向的矢量控制方法，包括如下步骤：

S2-3-1、由电压采样电路和锁相环PLL获得交流电压值及其相角和直流母线处电压值u_dc；

S2-3-2、将步骤S2-3-1得到的交流电压值及其相角和直流母线处电压输入DSP芯片中进行运算，得到所需的d-q轴电压U_dq0；

S2-3-3、然后经过矢量控制计算；

矢量控制计算的具体过程为：

将直流母线处电压值u_dc作为给定量r，设定的直流母线处电压值u_{dc_ref}作为反馈量y，输入自抗扰控制器的扩张状态观测器中进行计算；然后通过线性状态误差反馈控制律u₀＝K_P(r-z₁)-K_Dz₂-z₃进行组合，最后输出外环的控制信号；

将外环的输出信号作为内环控制的输入信号I_{gd_ref}，然后与I_gd做差经过比例-积分(PI)控制器输出，作为d轴的最终输出；将低电平作为q轴的输入信号与I_gq做差经过PI控制器输出，作为q轴的最终输出，然后进行Clack反变换；

S2-3-4、由两电平空间矢量脉冲宽度调制控制法，得到逆变器的触发脉冲；进而实现能量从直流母线处到电网的流动。

4.根据权利要求3所述的永磁直驱风电系统母线稳压控制方法，其特征在于，所述的两电平空间矢量脉冲宽度调制控制法针对逆变电路，根据不同的开关组合方式生成八个基本电压空间矢量；在空间旋转坐标系下，通过优化安排相邻扇区内电压矢量的作用时间生成需要的电压矢量，进而得到触发脉冲波形。