[发明专利]基于内模原理和误差迭代PI的三相不平衡设备的闭环控制方法

权利要求书

1.一种基于内模原理和误差迭代PI的三相不平衡设备的闭环控制方法，其特征在于，三相不平衡设备的拓扑图中交流侧通过三相电感与电网直接连接，直流侧采用两组分裂的电容串联，两组电容的中点作为中线与电网N线连接，作为零序通路，其通过以下步骤实现控制：

步骤S1：采样三相电网电压，利用锁相环得到电网电压的角度wt，作为控制变换的相角依据；

步骤S2：采集电网电流isa、isb、isc，利用ABC/DQ坐标变换，得到D、Q两个轴的电流成分id、iq，并对id、iq进行直流分量去除计算，得到不含有基波正序分量的其他电流成份，且利用DQ/ABC坐标系进行变换，得到三相谐波指令∑iabc；

步骤S3：0作为给定与三相谐波指令∑iabc做差，得到误差信号err，经过内模控制器控制得到三相补偿电流i_ra、i_rb、i_rc；

步骤S4：采样母线电压Udc，与Udc^*做差，得到误差信号err，经过误差迭代PI得到稳定母线电压的有功电流Q轴指令，经过DQ/ABC坐标系变换得到三相稳压有功指令i_wa、i_wb、i_wc；

步骤S5：将上述得到的三相补偿电流i_ra、i_rb、i_rc与三相稳压有功指令i_wa、i_wb、i_wc求和作为电感电流控制环的给定，与三相输出电流ia、ib、ic做差得到误差信号，误差信号经过P调节器控制得到调制波；

步骤S6：调制波与载波相角，得到SPWM，驱动功率主电路的管子动作，实现三相不平衡设备的控制。

2.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，所述步骤S2中ABC/DQ变换采用正序相角wt，在DQ坐标系，基波正序成份为直流分量，基波负序、零序以及谐波成份全部是交流成份。

3.根据权利要求2所述的闭环控制方法，其特征在于，所述步骤S2中的三相谐波指令∑iabc包含基波负序成份、基波零序成份以及高次谐波成份。

4.根据权利要求3所述的闭环控制方法，其特征在于，所述步骤S2中直流分量去除计算，采用累积积分的方式，提取出直流分量，然后与id、iq做差，得到DQ轴中的交流成份，累积积分的具体实现方式：

差分表达式为：

其中，N为采样频率相对基波对应的点数，x(i)为有功轴或无功轴的瞬时值。

5.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的内模控制器控制如下：

其中，G_r(z)为内模控制器，具体为k_r用于幅值校正、z^k为相位校正，S(z)为低通滤波器。

6.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，所述步骤S4中误差迭代PI算法的迭代公式为：

其中，i_r(τ)为τ时刻该算法的输出值；e(τ)为τ时刻的误差采样值，M为τ/N的取整值。