(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211299820.6 (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 王辉　哈利方　谢诗铭　孙尧　 粟梅　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 蒋昱 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/48(2006.01) H02J 3/50(2006.01) H02J 3/26(2006.01)H02J 3/01(2006.01) H02M 7/219(2006.01) H02M 1/088(2006.01) H02M 1/14(2006.01) H02M 1/42(2007.01) (54)发明名称 一种针对不平衡电网下的三相整流器模拟 电阻控制方法 (57)摘要 一种针对不平衡电网下的三相整流器模拟 电阻控制方法， 该策略无需电网电压传感器， 在 降低成本的同时提高了系统的鲁棒性和可靠性。 在正交坐标系下将变换器等效为共模电阻 (CMR)、 差模电阻(DMR)和与差的形式， 通过CMR调 节平均功率， DMR控制由电网不平衡引 起的纹波 功率， 对DMR的调节可以实现恒定有功功率、 对称 输入电流和恒定无功 功率三种不同的控制目标。 权利要求书4页 说明书7页 附图2页 CN 115498696 A 2022.12.20 CN 115498696 A 1.一种针对不平衡电网下的三相整流器模拟电阻控制方法， 具体步骤如下， 其特征在 于： 在正交坐标系αhβh下于整流器输入侧模拟一个能够表征电路信息的等效电阻， 该等效 电阻在αh轴分量上体现为共模电阻CMR与差模电阻DMR和的形式， 在βh轴分量上体现为共模 电阻CMR与差模电阻DMR差的形式， 进而通过CMR调节平均功率， 通过DMR调节由电网不平衡 引起的纹波功率， 具体如下： 将静止α β 系电压 矢量旋转 得到正交αhβh参考系下电压 矢量表达式为： 其中， 为α β系下电压矢量， ωs是电网角频率， Vp,Vn分 别是正负和负序电压幅值， 为正负序电压之间的相角， 在αhβh参考系中两个电压分量是正 交的； 输入电流矢量表述 为： 根据瞬时功率理论得到有功 功率和无功 功率分量如下： 其中， P0＝1.5(VpIpx+VnInx)， Pc2＝1.5(VpInx+VnIpx)， Ps2＝1.5(VpIny‑VnIpy)， Q0＝1.5(‑ VpIpy‑VnIny)， Qc2＝1.5(‑VpIny‑VnIpy)， Qs2＝1.5(VpInx‑VnIpx) 控制目标表述 为： 其中， λ∈[0,1]是权 重因子， 表征有功 功率和无功 功率的脉动功率分布情况； 根据电压电流矢量以及控制目标可以得到整流器单位功率因数情况下在αhβh系中的等 效电阻为： 其中， Rcom表示共模电阻CMR， Rdif表示差模电阻DMR。 2.根据权利要求1所述的一种针对不平衡电网下的三相整流器模拟电阻控制方法， 其 特征在于： 所述等效电阻是共模电阻、 差模电阻的和与差的形式， 进而构 造用于调节平均功权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115498696 A 2率的CMR调节器， 根据恒定有功功 率、 对称输入电流和恒定无功功 率三种不同的控制目标的 需求构造DMR调节器， 具体步骤如下： S1， 通过电流 正交化进行角度估计以实现坐标变换； S2， 基于扩张状态观测器提取共模电阻CMR与差模电阻DMR调 节器的直流分量和纹波分 量； S3， 设计共 模电阻和差模电阻调节器； S4， 确定参 考电压实现模拟电阻控制。 3.根据权利要求2所述的一种针对不平衡电网下的三相整流器模拟电阻控制方法， 其 特征在于， S1中所述的估计角度以实现坐标变换 是通过电流 正交化得到的， 具体过程如下： 由于iαh和iβh在αhβh系是正交的， 通过强制电流正交化来估计角度， 定义估计角 度误差 为 其中 为角度估计值， 则变换阵 为： 进一步得到αhβh系下输入电流 与α β 系下电压的关系为： 相角估计值 通过PI控制器获得： 其中， kp‑ang和ki‑ang为PI控制器参数， 为误差信号， 分别滞后 于 90°相移由二阶广义积分器SO GI实现。 4.根据权利要求2所述的一种针对不平衡电网下的三相整流器模拟电阻控制方法， 其 特征在于， S2中所述的共模电阻CMR和差模电阻DMR调节器直流分量和纹波分量的提取基于 扩张状态 观测器得到， 具体过程如下： 根据αhβh系模拟电阻模型和输入输出功率关系得： 其中， C为输出电容， RL为负载电阻， udc为输出电容电压， 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115498696 A 3