[发明专利]单相三电平变流系统及基于复合控制与粒子群的控制方法

权利要求书

1.一种基于复合控制与粒子群的单相三电平变流系统控制方法，其特征在于，所述单相三电平变流系统包括逆变电路，逆变电路的交流侧用于连接电网，该方法包括如下步骤：

1)将变流系统交流侧输出电流的参考值与变流系统交流侧输出电流的实际值作差，得到的差值分别经过鲁棒H∞控制器和谐振控制器进行闭环控制，对应得到鲁棒控制输出值和谐振控制输出值，将鲁棒控制输出值和谐振控制输出值相加得到复合控制输出值；

其中，鲁棒H∞控制器和谐振控制器的待优化参数采用粒子群算法进行迭代寻优得到，且粒子群算法的适应度函数与以下三个指标中的至少一个有关：幅值裕度、相角裕度和入网电流总谐波失真，幅值裕度在第一设定范围内越大，适应度越好，相角裕度在第二设定范围内越大，适应度越好，入网电流总谐波失真越小，适应度越好；

2)根据复合控制输出值生成逆变电路的调制波信号，并结合逆变电路的载波信号确定逆变电路的脉冲控制信号。

2.根据权利要求1所述的基于复合控制与粒子群的单相三电平变流系统控制方法，其特征在于，所述适应度函数与三个指标均有关，且适应度函数为：

Q＝γ′_m+G′_m+1-THD′

其中，Q为适应度函数，γ′_m为归一化后的相角裕度，G′_m为归一化后的幅值裕度，THD′为归一化后的入网电流总谐波失真。

3.根据权利要求1所述的基于复合控制与粒子群的单相三电平变流系统控制方法，其特征在于，所述鲁棒H∞控制器使用两个权重函数，两个权重函数分别为：

其中，W_{1_0}(s)、W_{2_0}(s)分别为两个权重函数，k₁为第一权重函数W_{1_0}(s)的增益系数，ξ₁为第一权重函数W_{1_0}(s)的阻尼，ω₀为第一权重函数W_{1_0}(s)的基波角频率；ξ₂为第二权重函数W_{2_0}(s)的阻尼，ω_p为第二权重函数W_{2_0}(s)的角频率；其中，参数k₁、ω₀、ω_p、ξ₁和ξ₂为鲁棒H∞控制器的待优化参数。

4.根据权利要求1所述的基于复合控制与粒子群的单相三电平变流系统控制方法，其特征在于，所述谐振控制器包括三个比例谐振控制器，分别为用于抑制三次谐波的第一比例谐振控制器、用于抑制五次谐波的第二比例谐振控制器、以及用于抑制七次谐波的第三比例谐振控制器，各个比例谐振控制器的输入值均为得到的差值，各个比例谐振控制器的输出值相加得到所述谐振控制输出值；所述第一比例谐振控制器、第二比例谐振控制器、第三比例谐振控制器分别为：

式中，K_{PR_3}(s)、K_{PR_5}(s)、K_{PR_7}(s)分别为第一比例谐振控制器、第二比例谐振控制器、第三比例谐振控制器；ω₃＝300π，ω₅＝500π，ω₇＝700π；k_i为影响比例谐振控制器的增益，ω_c为与系统带宽相关、影响系统快速性的参数，且k_i、ω_c为谐振控制器的待优化参数。