单相整流器有源功率解耦控制方法及系统与流程

本发明实施例涉及功率解耦，具体涉及一种单相整流器有源功率解耦控制方法及系统。

背景技术：

1、现有的整流器的固有特性造成直流母线电压存在二次纹波，导致网侧电流奇次谐波增大。传统二次纹波抑制方法是采用增大支撑电容减小纹波幅值，或增加lc串联谐振回路吸收二次纹波，此外可采用有源功率解耦回路补偿二次纹波。

2、目前，传统的模型电流预测控制(model predictive current control，mpcc)算法利用整流器在理想情况下的预测模型来预测电流的未来值。当电阻和电感等参数出现摄动，或是有源功率解耦回路投入之后，会给整流器带来扰动，降低运行整流器运行性能。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种单相整流器有源功率解耦控制方法及系统，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种单相整流器有源功率解耦控制方法，所述方法包括：获取单相整流器的输出电压和参考电压，并根据所述输出电压与所述参考电压基于单相整流器有源功率解耦的数学模型获取第一参考电流；根据所述单相整流器的电网电压和电网电流进行dq变换，获取dq变换后的电网电流；根据所述第一参考电流以及所述dq变换后的电网电流基于无模型理论中的超局部模型获取所述单相整流器的输入电压；基于所述单相整流器的解耦回路根据所述输出电压、所述电网电流应用无模型预测电流控制算法获取所述解耦回路的输出电压；根据所述单相整流器的输入电压以及所述解耦回路的输出电压输出pwm控制信号并进行有源功率解耦控制。

3、可选的，所述根据所述输出电压与所述参考电压基于单相整流器有源功率解耦的数学模型获取第一参考电流，包括：基于单相整流器有源功率解耦的数学模型确定单相整流器的输入功率以及解耦回路的补偿功率；基于所述补偿功率与所述输入功率的纹波功率互相抵消的关系，根据所述输出电压与所述参考电压计算第一参考电流。

4、可选的，所述根据所述单相整流器的电网电压和电网电流进行dq变换，获取dq变换后的电网电流，包括：对所述单相整流器的电网电压采用二阶广义积分器以及锁相环进行处理，得到所述单相整流器的输入电压相位角；采用二阶广义积分器对所述单相整流器的电网电流生成与电网电流正交的虚拟电流；根据所述输入电压相位角对电网电流和虚拟电流进行dq变换得到dq变换后的电网电流。

5、可选的，所述根据所第一述参考电流以及dq变换后的所述电网电压和所述电网电流基于无模型理论中的超局部模型获取所述单相整流器的输入电压，包括：基于无模型理论获取所述单相整流器的电流超局部模型；基于电流超局部模型采用滑模观测器计算所述单相整流器的输出电流的离散值；根据所述输出电流的离散值、所第一述参考电流、所述电流超局部模型、dq变换后的电网电流结合预设的代价函数获取所述单相整流器的输入电压。

6、可选的，所述根据所述输出电流的离散值、所第一述参考电流、所述电流超局部模型、dq变换后的电网电流结合预设的代价函数获取所述单相整流器的输入电压，包括：根据所述第一参考电流以及所述输出电流的离散值确定预设的代价函数；基于预设的代价函数对输入进行求导取极值，获取输入电压与第一参考电流及所述输出电流的离散值的关系；根据所述输出电流的离散值以及所述第一参考电流结合所述输入电压与第一参考电流及所述输出电流的离散值的关系获取使预设的代价函数最小的所述单相整流器的输入电压。

7、可选的，所述基于所述单相整流器的解耦回路根据所述输出电压、所述电网电流应用无模型预测电流控制算法获取所述解耦回路的输出电压，包括：基于无模型理论获取所述单相整流器的直流环节超局部模型；采用滑模观测器对所述直流环节超局部模型的未知部分进行观测，获取解耦回路的第二参考电流；基于无模型理论获取解耦回路的电感电流的超局部模型；结合所述第二参考电流采用滑模观测器对电感电流的超局部模型的未知部分进行预测，获取所述解耦回路的输出电压。

8、可选的，所述根据所述单相整流器的输入电压以及所述解耦回路的输出电压输出pwm控制信号并进行有源功率解耦控制，包括：根据所述单相整流器的输入电压获取单相整流器的第一pwm控制信号，并根据所述第一pwm控制信号对所述单相整流器的各开关管进行控制；根据所述解耦回路的输出电压获取单相整流器的解耦回路的第二pwm控制信号，并根据所述第二pwm控制信号对所述解耦回路的各开关管进行控制。

9、基于同一发明构思，提供了一种单相整流器有源功率解耦控制系统，包括：电压控制器，用于根据输出电压与参考电压基于单相整流器有源功率解耦的数学模型获取第一参考电流；二阶广义积分器，用于根据所述单相整流器的电网电压和电网电流进行dq变换，获取dq变换后的电网电流；无模型预测控制模块，与所述电压控制器以及所述二阶广义积分器连接，用于根据所述第一参考电流以及所述dq变换后的电网电流基于无模型理论中的超局部模型获取所述单相整流器的输入电压；有源功率解耦控制模块，用于基于所述单相整流器的解耦回路根据所述输出电压、所述电网电流应用无模型预测电流控制算法获取所述解耦回路的输出电压；pwm控制模块，与所述无模型预测控制模块以及所述有源功率解耦控制模块连接，用于根据所述单相整流器的输入电压以及所述解耦回路的输出电压输出pwm控制信号并进行有源功率解耦控制。

10、基于同一发明构思，本发明实施例还提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述的方法。

11、基于同一发明构思，本发明实施例还提出了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行前述的方法。

12、本发明实施例通过获取单相整流器的输出电压和参考电压，并根据所述输出电压与所述参考电压基于单相整流器有源功率解耦的数学模型获取第一参考电流；根据所述单相整流器的电网电压和电网电流进行dq变换，获取dq变换后的电网电流；根据所述第一参考电流以及所述dq变换后的电网电流基于无模型理论中的超局部模型获取所述单相整流器的输入电压；基于所述单相整流器的解耦回路根据所述输出电压、所述电网电流应用无模型预测电流控制算法获取所述解耦回路的输出电压；根据所述单相整流器的输入电压以及所述解耦回路的输出电压输出pwm控制信号并进行有源功率解耦控制，能够降低解耦回路对单相整流器的扰动，提高单相整流器的运行性能。

13、上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种单相整流器有源功率解耦控制方法，其特征是，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出电压与所述参考电压基于单相整流器有源功率解耦的数学模型获取第一参考电流，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单相整流器的电网电压和电网电流进行dq变换，获取dq变换后的电网电流，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参考电流以及所述dq变换后的电网电流基于无模型理论中的超局部模型获取所述单相整流器的输入电压，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出电流的离散值、所述第一参考电流、所述电流超局部模型、dq变换后的电网电流结合预设的代价函数获取所述单相整流器的输入电压，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述单相整流器的解耦回路根据所述输出电压、所述电网电流应用无模型预测电流控制算法获取所述解耦回路的输出电压，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述单相整流器的输入电压以及所述解耦回路的输出电压输出pwm控制信号并进行有源功率解耦控制，包括：

8.一种单相整流器有源功率解耦控制系统，其特征是，所述单相整流器有源功率解耦控制系统包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任意一项所述的方法。

10.一种计算机存储介质，其特征是，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结本发明实施例公开了一种单相整流器有源功率解耦控制方法及系统，该方法包括：获取有源功率解耦整流器的输出电压和参考电压，并基于有源功率解耦整流器的数学模型获取第一参考电流；根据电网电压和电网电流进行dq变换；根据第一参考电流以及dq变换后的电网电流基于无模型理论中的超局部模型获取单相整流器的输入电压；基于解耦回路根据输出电压、电网电流应用无模型预测电流控制算法获取解耦回路的输出电压；根据输入电压以及解耦回路的输出电压输出PWM控制信号以对单相整流器进行控制。通过上述方式，本发明实施例能够降低解耦回路对单相整流器的扰动，提高单相整流器的运行性能。技术研发人员：成庶,张世聪,李卓鑫,贾志东,向超群,周毅,侯安琪受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17