基于负载电流前馈的电压控制方法、系统及装置

1.一种基于负载电流前馈的电压控制方法，逆变器的拓扑结构包括逆变器，逆变器输入端与直流单元连接，逆变器输出端通过滤波器与非线性负载连接，滤波器与非线性负载之间设置有负载电流前馈传递单元；其特征在于，包括以下步骤：构建逆变器输出电压、输入电压参考与输出电流的关系式，获取逆变器等效输出阻抗关系；设定逆变器等效输出阻抗为0，进行构建负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系；负载电流前馈传递函数 为： ；R f 为电感上的寄生电阻， L f 滤波器电感， k Pi 为逆变器电流内环比例控制系数， s = σ + jω 是复参变量，称为复频率；通过满足负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系，使得逆变器等效输出阻抗为0，进行逆变器的输入电压的谐波降低；逆变器电压控制包含：电压外环、电流内环压，在构建逆变器输出电压和输入电压与输出电流的关系式中，对逆变器输出电压跟随电压外环给定值；对逆变器的输出电流跟随电压外环给定值；逆变器输出电压、输入电压参考与输出电流的关系式：其中， G ( s )表示输出电压对电压控制外环参考电压的传递函数：Z o ( s )表示输出电压对输出电流的传递函数，即逆变器等效输出阻抗：k f ( s )表示负载电流前馈传递函数， G u ( s )、 G i ( s )表示逆变器电压控制器、电流控制器传递函数， k PWM 表示逆变器PWM调制环节的等效增益。 2.根据权利要求1所述的基于负载电流前馈的电压控制方法，其特征在于，通过建逆变器的数学模型，进行构建逆变器输出电压和输入电压与输出电流的关系式。 3.根据权利要求2所述的基于负载电流前馈的电压控制方法，其特征在于，逆变器的数学模型通过基尔霍夫电压和电流方程，经过坐标变换和拉普拉斯变换转换为复频域的形式构建。 4.根据权利要求1所述的基于负载电流前馈的电压控制方法，其特征在于，包括电压外坏控制器，电压外坏控制器采用比例谐振法，控制逆变器输出电压，对逆变器输出电压跟随电压外环给定值，实现逆变器的输出电压零稳态误差控制。 5.根据权利要求1所述的基于负载电流前馈的电压控制方法，其特征在于，包括电流内环控制器，电流内环控制器采用比例控制法，控制经滤波器电感的相电流，对逆变器的输出电流跟随电压外环给定值，实现逆变器的输出电流零稳态误差控制。 6.一种基于负载电流前馈的电压控制方法，其特征在于，包括如下步骤：逆变器的拓扑结构包括逆变器，逆变器输入端与直流单元连接，逆变器输出端通过滤波器与非线性负载连接，滤波器与非线性负载之间设置有负载电流前馈传递单元；通过基尔霍夫电压和电流方程，经过坐标变换和拉普拉斯变换转换为复频域的形式构建逆变器的数学模型；构建逆变器输出电压、输入电压参考与输出电流的关系式：其中， G ( s )表示输出电压对电压控制外环参考电压的传递函数：Z o ( s )表示输出电压对输出电流的传递函数，即逆变器等效输出阻抗： ；设定逆变器等效输出阻抗为0，进行构建负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系；负载电流前馈传递函数 为： ；R f 为电感上的寄生电阻， L f 滤波器电感， k Pi 为逆变器电流内环比例控制系数， s = σ + jω 是复参变量，称为复频率；通过满足负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系，使得逆变器等效输出阻抗为0，进行逆变器的输入电压的谐波降低。 7.一种基于负载电流前馈的电压控制系统，逆变器的拓扑结构包括逆变器，逆变器输入端与直流单元连接，逆变器输出端通过滤波器与非线性负载连接，滤波器与非线性负载之间设置有负载电流前馈传递单元；其特征在于，包括以下模块：模型建立模块：通过基尔霍夫电压和电流方程，经过坐标变换和拉普拉斯变换转换为复频域的形式构建逆变器的数学模型；关系处理模块：构建逆变器输出电压、输入电压参考与输出电流的关系式：其中， G ( s )表示输出电压对电压控制外环参考电压的传递函数：Z o ( s )表示输出电压对输出电流的传递函数，即逆变器等效输出阻抗： ；条件约束模块：设定逆变器等效输出阻抗为0，进行构建负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系；负载电流前馈传递函数 为： ；R f 为电感上的寄生电阻， L f 滤波器电感， k Pi 为逆变器电流内环比例控制系数， s = σ + jω 是复参变量，称为复频率；对比模块：满足负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系。 8.一种基于负载电流前馈的电压控制装置，逆变器的拓扑结构包括逆变器，逆变器输入端与直流单元连接，逆变器输出端通过滤波器与非线性负载连接，滤波器与非线性负载之间设置有负载电流前馈传递单元；其特征在于，包括以下模块：模型建立单元：通过基尔霍夫电压和电流方程，经过坐标变换和拉普拉斯变换转换为复频域的形式构建逆变器的数学模型；关系处理单元：构建逆变器输出电压、输入电压参考与输出电流的关系式：其中， G ( s )表示输出电压对电压控制外环参考电压的传递函数：Z o ( s )表示输出电压对输出电流的传递函数，即逆变器等效输出阻抗： ；条件约束单元：设定逆变器等效输出阻抗为0，进行构建负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系；负载电流前馈传递函数 为： ；R f 为电感上的寄生电阻， L f 滤波器电感， k Pi 为逆变器电流内环比例控制系数， s = σ + jω 是复参变量，称为复频率；对比单元：满足负载电流前馈传递单元的负载电流前馈传递函数关系。