[发明专利]兆瓦级中压中频三电平直流换流器的自适应非线性控制方法

权利要求书

1.一种兆瓦级中压中频三电平直流换流器的自适应非线性控制方法，其特征在于包括以下步骤：

将控制指令U_oref输入至控制器，U_oref与经过低通滤波的实际输出电压u_o比较，比较结果送入到电压环自适应PI控制器运算，电压环自适应PI控制器的PI参数是根据误差电压u_err信号，以及换流器系统所处的工作模式进行实时在线调整的；

电压环自适应PI控制器运算结果经过限幅处理后即为电流环指令值I_Lref，I_Lref与经过低通滤波的实际电感电流i_L比较后送入电流环自适应PI控制器运算，电流环自适应PI控制器的PI参数是根据误差电压u_err信号，以及换流器系统所处的工作模式进行实时在线调整的；

电流环运算结果经过限幅处理后得到移相占空比d_α，然后送入到移相PWM生成器，输出电流i_o信息进入短路限流滞环控制器，然后输出脉冲封锁信号，也送入到移相PWM生成器；

最后，移相PWM生成器根据得到控制命令，计算得到PWM控制脉冲u_g1至u_g8。

2.根据权利要求1所述的一种兆瓦级中压中频三电平直流换流器的自适应非线性控制方法，其特征在于PI参数的在线调整规律如下：

换流器系统的工作模式分为CCM稳态、DCM稳态和动态，系统内的模式检测环节通过传感器输出的实际电感电压i_L判断系统的工作模式并将计算结果输出至电压环自适应PI控制器和电流环自适应PI控制器，其中k_pu和k_iu为电压环PI的比例系数和积分系数，k_pi和k_ii为电流环PI的比例系数和积分系数，k′_pu、k′_iu、k′_pi和k′_ii为对应系数的小参数，k_pu、k_iu、k_pi和k_ii为对应系数的大参数，t为时间，CCM稳态切换到DCM稳态的PI参数在线调整规律为：

kpu_enhance(t)=kpu-(kpu-kpu′)e-10t,t≥0kiu_enhance(t)=kiu-(kiu-kiu′)e-10t,t≥0kpi_enhance(t)=kpi-(kpi-kpi′)e-10t,t≥0kii_enhance(t)=kii-(kii-kii′)e-10t,t≥0]]>

而DCM稳态和动态切换到CCM稳态的PI参数在线调整规律为：

kpu_weaken(t)=kpu′+(kpu-kpu′)e-10t,t≥0kiu_weaken(t)=kiu′+(kiu-kiu′)e-10t,t≥0kpi_weaken(t)=kpi′+(kpi-kpi′)e-10t,t≥0kii_weaken(t)=kii′+(kii-kii′)e-10t,t≥0]]>

CCM稳态切换到动态的参数为直接变化，即当系统检测到误差电压u_err的绝对值大于动态判断电压边界值后，即|u_err|＞U_err，将系统参数变为由小参数k′_pu、k′_iu、k′_pi和k′_ii瞬时调节为大参数k_pu、k_iu、k_pi和k_ii，且当|u_err|>U_err时维持不变；当系统动态结束，即|u_err|＜U_err，则由模式检测环节判断系统处于CCM或DCM模式，若处于CCM模式，则由指数规律对PI参数进行在线减小调整，若检测到为DCM模式，则参数维持不变；DCM稳态切换到动态的参数维持不变。