[发明专利]基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统及方法

权利要求书

1.基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统，其特征是，包括交流电源模块，交流电源模块分别连接有电压信号采集传感器、电流信号采集传感器和整流桥功率开关管；电压信号采集传感器分别连接有锁相环和控制器模块；控制器模块分别与锁相环、电流信号采集传感器和整流桥功率开关管连接；整流桥功率开关管连接有直流电源。

2.如权利要求1所述的基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、根据KVL和KCL，得到三相LCL-VSR在三相abc坐标系下的数学模型，采用等量坐标变换获得dq坐标系下的数学模型，进而得到LCL-VSR的开关函数模型；

步骤2、寻找合适的流形，构建比例-积分形式的流形；控制综合，求解系统控制规律，设计协同控制器；

步骤3、控制器模块根据引入协同控制的LCL-VSR的开关函数，通过变换得到电压控制信号；根据空间矢量脉宽调制算法对整流桥功率开关管进行控制，将交流电源模块输出的交流电整流为直流电。

3.如权利要求2所述的基于LCL滤波的电压型PWM整流器的协同控制系统的控制方法，其特征是，步骤1的实现包括：

步骤1.1、根据KVL和KCL，得到三相LCL-VSR在三相abc坐标系下的数学模型为：

式中，L_g为电网侧等效电感；L为整流器侧等效电感；C_f为滤波电容；C为直流电容；i_g,k为电网侧输入电流；i_k为整流器输入电流；i_L为负载电流；e_g,k是幅值为U_m的交流电网电动势；u_c,k为滤波电容电压；u_d,c直流侧电容电压；S_k为单极性二值逻辑整流器开关函数；

步骤1.2、采用等量坐标变换获得dq坐标系下的数学模型为：

式中：i_g,d，i_g,q分别为电网侧输入电流的d轴和q轴分量；i_d，i_q分别为整流器输入电流的d轴和q轴分量；u_c,d，u_c,q分别为滤波电容电压d轴和q轴分量；e_g,d，e_g,q分别为交流电网电动势的d轴和q轴分量；R_g为电网侧等效电阻；R为整流器侧电阻；R_L为等效负载；ω为电角度；S_d，S_q为dq坐标系下的开关函数；

步骤1.3、根据dq坐标系下的数学模型得到的开关函数模型为：