基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统

摘要

本发明公开了一种基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统，可实现对模块化多电平双PWM变频器系统的协调控制。该系统包括网侧变流单元、负载侧变流单元、PWM调制波、信息交互单元、控制器单元。其中，控制器单元的控制基于PI^λD^μ进行，以实现具体参数的调节。该系统在负载电流前馈的基础上，实现直接控制电容电流的协调控制，其中电压环和电流环的分数阶控制器采用分数阶PI^λD^μ控制。系统网侧和逆变侧变流器单元均由模块化多电平换流器组成，二者在电网侧和负载侧以背靠背对称拓扑构成双PWM变频器。本发明从变频调速系统整体角度出发，基于整流、逆变的耦合关系，通过负载电流前馈控制和电容电流内环控制方法，实现网侧和逆变侧的变流器协调控制，提高了系统可靠性和动态特性，系统经济性和安全性较好，能源利用率高。

主权项

一种基于分数阶控制的双PWM变频器一体化协调控制系统，其特征在于：包括网侧变流单元、负载侧变流单元、PWM调制波I单元、PWM调制波II单元、信息交互单元、控制器I单元、控制器II单元，所述网侧变流单元和负载侧变流单元由模块化多电平换流器(MMC)组成，二者在电网侧和负载侧以背靠背对称拓扑构成双PWM变频器，其中：网侧变流单元：与电网侧电源、负载侧变流单元、PWM调制波I单元连接，通过PWM控制获得电网侧正弦化输入电流，与PWM逆变器共同构成双PWM变频器，用于实现交流侧高功率因数并保持直流环节电压稳定，为负载侧变换器提供高精度的稳定直流电源；负载侧变流单元：与负载侧负载、网侧变流单元、PWM调制波II单元连接，为负载提供高质量的交流供电电源并实现相应的速度控制功能；PWM调制波I单元：与网侧变流单元、控制器I单元连接；PWM调制波II单元：与负载侧变流单元、控制器II单元连接；控制器I单元：与PWM调制波I单元、信息交互单元连接；控制器II单元：与PWM调制波II单元、信息交互单元连接；信息交互单元：与控制器I单元、控制器II单元连接，用于实现整流／逆变侧的控制器I和逆变／整流侧的控制器II之间的信息交互。