CN108448969A - 一种非线性负载下独立无刷双馈发电机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非线性负载下独立无刷双馈感应发电机的控制系统，包括用于抑制PW电压7次谐波的MSC控制子系统和用于抑制PW电压5次谐波的LSC控制子系统。MSC控制子系统包括PW电压幅值控制模块、PW电压7次谐波控制模块、CW电流变换模块、CW电流控制模块CW电压变换模块、CW相位计算模块和第一SVPWM发生器；LSC控制子系统包括直流母线电压控制模块、PW电压5次谐波控制模块、LSC侧电流控制模块LSC侧电流变换模块、LSC侧电压变换模块、PW电压提取模块和第二SVPWM发生器。通过将功率绕组电压5次和7次谐波分别转化为控制绕组电流5次和7次谐波信号，分别送入LSC侧和CW电流控制模块，产生LSC侧和控制绕组电压参考值，抑制功率绕组电压5次和7次谐波分量。

Description

一种非线性负载下独立无刷双馈发电机的控制系统

技术领域

本发明属于无刷双馈感应发电机控制技术领域，具体涉及一种非线性负载下独立无刷双馈发电机的控制系统。

背景技术

无刷双馈感应发电机是一种新型交流多端口感应发电机。它包含了两套极对数不同的定子绕组和一个用来耦合定子侧不同极对数旋转磁场的特殊设计转子。这两套定子绕组根据传递能量大小分别称为功率绕组(power winding，以下简称PW)和控制绕组(control winding，以下简称CW)。与传统的有刷双馈感应发电机相比，无刷双馈感应发电机取消了电刷和滑环并且凭借其高可靠性等特点在船舶轴带发电、风力发电、水力发电等领域具有显著的应用优势。

无刷双馈感应发电机在船舶轴带发电等场合应用时长期处于独立发电状态。此时需要对发电机的输出电压进行控制，保证在电机转速和负载变化时发电机输出电压的幅值和频率的恒定。在实际应用中，船舶用电负荷除了线性负载还包含大量非线性负载，例如不控整流器，晶闸管整流器，二象限变频器等。非线性负载的接入会产生非线性电流，导致无刷双馈感应发电机的输出电压出现畸变，发电电压质量下降，从而给整个发电系统带来不利影响，主要有以下几个方面的问题：

(1)输出电压发生畸变，包含丰富的奇数次谐波电压，其频率为基波频率的6n±1倍；

(2)畸变的谐波电压会对连接到发电系统的其他正常负载产生额外的谐波损耗，降低效率，甚至会影响设备正常工作以及损耗设备寿命；

(3)电机会产生谐波转矩，振动和噪音加大，减低电机转轴的寿命；

因此，为了改善独立无刷双馈感应发电机带非线性负载运行的电压质量，有必要设计出一种非线性负载条件下独立无刷双馈感应发电机谐波抑制方法。

发明内容

作为本发明的一个方面，本发明提供一种非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，目的在于抑制非线性负载引起的七次谐波电压，提高无刷双馈感应发电机发电电压质量，以实现独立无刷双馈感应发电机系统在不控整流器，晶闸管整流器，二象限变频器等各种非线性负载工况下正常运行。

为实现上述目的，本发明提供一种非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，包括：MSC控制子系统，MSC控制子系统用于抑制PW电压的7次谐波；MSC控制子系统包括：

PW电压幅值控制模块，用于根据PW电压基波分量幅值参考值和PW电压基波分量幅值u_p输出dq坐标系中CW电流基波d轴分量参考值

PW电压7次谐波控制模块，用于根据dq⁷坐标系中PW电压7次谐波的d轴分量和q轴分量输出dq⁷坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值

CW相位计算模块，用于根据PW电压频率参考值和转子机械位置θ_r输出CW相位参考值

CW电流变换模块，其第一输入端同CW相位计算模块的输出端连接，其第二输入端用于同发电机控制绕组连接，用于将abc坐标系下CW电流变换为dq坐标系下CW电流；

CW电流控制模块，其第一输入端同PW电压幅值控制模块的输出端连接，其第二输入端同PW电压7次谐波控制模块的输出端连接，其第三输入端同CW电流变换模块的输出端连接，用于根据CW电流基波d轴分量参考值CW电流7次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值及CW电流d轴分量i_cd和q轴分量i_cq输出CW电压d轴分量参考值和q轴分量参考值

CW电压变换模块，其第一输入端同CW电流控制模块的输出端连接，其第二输入端同CW相位计算模块的输出端连接，用于将dq坐标系下CW电压参考值变换为两相静止坐标系下CW电压参考值；以及

第一SVPWM发生器，其输入端同CW电压变换模块的输出端连接，用于两相静止坐标系下CW电压参考值生成PWM信号送至MSC。

优选地，PW电压7次谐波控制模块包括：

第三加法器，用于对dq⁷坐标系中PW电压7次谐波d轴分量和参考值进行叠加处理；

第三PI控制器，其输入端同第三加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行PI控制输出dq⁷坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值

第四加法器，用于对dq⁷坐标系中PW电压7次谐波q轴分量和参考值进行叠加处理；

第四PI控制器，其输入端同第四加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行PI控制；

第一乘法器，其输入端同第四PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁷坐标系中CW电流7次谐波q轴分量参考值以及

第一坐标变换器，其第一输入端同第三PI控制器的输出端连接，其第二输入端同第一乘法器的输出端连接，其第三输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将dq⁷坐标系中CW电流7次谐波参考值变换为dq坐标系中CW电流7次谐波参考值。

优选地，CW电流控制模块包括：

第五加法器，其第一输入端作为CW电流控制模块的第一输入端，其第二输入端作为CW电流控制模块的第二输入端的d轴分量端口，其第三输入端作为CW电流控制模块第三输入端的d轴分量端口，用于将CW电流基波d轴分量参考值CW电流7次谐波d轴分量参考值和CW电流d轴分量i_cd进行叠加处理；

第一PIR控制器，其输入端同第五加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行比例、积分及谐振操作输出CW电压d轴分量参考值

第六加法器，其第一输入端作为CW电流控制模块的第二输入端的q轴分量端口，其第二输入端作为CW电流控制模块的第三输入端的q轴分量端口，用于对CW电流7次谐波q轴分量参考值和CW电流q轴分量i_cq进行叠加处理；

第二PIR控制器，其输入端同第六加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行比例、积分及谐振操作输出CW电压q轴分量参考值

作为本发明的一个方面，本发明提供一种非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，目的在于抑制非线性负载引起的五次谐波电压和七次谐波电压，提高无刷双馈感应发电机发电电压质量，以实现独立无刷双馈感应发电机系统在不控整流器，晶闸管整流器，二象限变频器等各种非线性负载工况下正常运行。

为实现上述目的，本发明提供一种非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，控制系统还包括LSC控制子系统，LSC控制子系统用于抑制PW电压5次谐波；LSC控制子系统包括：

直流母线电压控制模块，用于根据将直流母线电压参考值和直流母线电压U_dc输出LSC侧电流基波d轴分量参考值

PW电压5次谐波控制模块，用于根据dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和q轴分量输出dq坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电流变换模块，其第一输入端用于同功率绕组连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将abc坐标系下LSC侧电流变换为dq坐标系下LSC侧电流；

LSC侧电流控制模块，其第一输入端同直流母线电压控制模块输出端连接，其第二输入端同PW电压5次谐波控制模块的输出端连接，其第三输入端同LSC侧电流变换模块的输出端连接，用于根据LSC侧基波电流d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值LSC侧电流d轴分量i_Lq和q轴分量输出的LSC侧电压d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电压变换模块，其第一输入端同LSC侧电流控制模块的输出端连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将dq坐标系下LSC侧电压参考值变换为两相静止坐标系下LSC侧电压参考值；以及

第二SVPWM发生器，其输入端同LSC侧电压变换模块的输出端连接，用于根据两相静止坐标系下LSC侧电压参考值生成PWM信号送至LSC。

优选地，PW电压5次谐波控制模块包括：

第七加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和参考值进行叠加处理；

第五PI控制器，其输入端同第七加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第二乘法器，其输入端同第五PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值

第八加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波q轴分量和参考值进行叠加处理；

第六PI控制器，其输入端同第八加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第三乘法器，其输入端同第六PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值

第二坐标变换器，其第一输入端同第二乘法器的输出端连接，其第二输入端同第三乘法器的输出端连接，用于将dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值转换为dq坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值。

优选地，LSC侧电流控制模块包括：

第九加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第一输入端，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的d轴分量端口，其第三输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的d轴分量端口，用于对LSC侧电流基波d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和LSC侧电流d轴分量i_Ld进行叠加处理；

第三PIR控制器，其输入端与第九加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压d轴分量参考值

第十加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的q轴分量端口，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的q轴分量端口，用于对LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值和LSC侧电流q轴分量i_Lq进行叠加处理；

第四PIR控制器，其输入端同第十加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压q轴分量参考值

优选地，LSC控制子系统还包括PW电压提取模块，PW电压提取模块包括clark变换器，谐波解耦器，第一带通滤波器，第二带通滤波器，第三带通滤波器，第四带通滤波器，第五带通滤波器，第六带通滤波器，锁相环，第二Park变换器及第三Park变换器；

clark变换器用于将abc坐标系下PW电压转化为两相静止坐标系下PW电压；

谐波解耦器用于根据PW电压α轴分量u_pα、第五带通滤波器的输出信号u_pα7f及第三带通滤波器的输出u_pα5f进行叠加处理，并将处理结果输出至第一带通滤波器；谐波解耦器同时用于根据PW电压β轴分量u_pβ、第六带通滤波器的输出信号u_pβ7f及第四带通滤波器的输出信号u_pβ5f进行叠加处理，并将处理结果输出至第二带通滤波器；谐波解耦器同时用于PW电压α轴分量u_pα、第五带通滤波器的输出信号u_pα7f及第一带通滤波器的输出u_pα1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第三带通滤波器；谐波解耦器同时用于根据PW电压β轴分量u_pβ、第六带通滤波器的输出u_pβ7f及第二带通滤波器的输出u_pβ1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第四带通滤波器；谐波解耦器同时用于PW电压α轴分量u_pα、第三带通滤波器的输出u_pα5f及第一带通滤波器的输出u_pα1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第五带通滤波器；谐波解耦器同时用于根据PW电压β轴分量u_pβ、第四带通滤波器的输出u_pβ5f及第二带通滤波器的输出u_pβ1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第六带通滤波器；

第一带通滤波器滤除输入信号u_pα1中各次谐波得到PW电压基波α轴分量u_pα1f，并将滤波结果送至锁相环模块；

第二带通滤波器滤除输入信号u_pβ1中各次谐波得到PW电压基波β轴分量u_pβ1f，并将滤波结果u_pβ1f送至锁相环模块；

第三带通滤波器滤除输入信号u_pα5中非5次谐波电压得到PW电压5次谐波α轴分量u_pα5f，并将滤波结果u_pα5f送至第二Park变换器；

第四带通滤波器滤除输入信号u_pβ5中非5次谐波电压得到PW电压5次谐波β轴分量u_pβ5f，并将滤波结果u_pβ5f送至第二Park变换器；

第五带通滤波器滤除输入信号u_pα7中非7次谐波电压得到PW电压7次谐波α轴分量u_pα7f，并将滤波结果u_pα7f送至第三Park变换器；

第六带通滤波器滤除输入信号u_pβ7中非7次谐波电压得到PW电压7次谐波β轴分量u_pβ7f，并将滤波结果u_pβ7f送至第三Park变换器；

锁相环用于根据PW电压基波α轴分量u_pα1f和β轴分量u_pβ1f输出PW电压正序基波分量的相位估计值θ_p和PW电压基波u_p。

作为本发明的一个方面，本发明提供一种非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，目的在于抑制非线性负载引起的五次谐波电压，提高无刷双馈感应发电机发电电压质量，以实现独立无刷双馈感应发电机系统在不控整流器，晶闸管整流器，二象限变频器等各种非线性负载工况下正常运行。

为实现上述目的，本发明提供一种非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，控制系统包括：LSC控制子系统，LSC控制子系统用于抑制PW电压5次谐波；LSC控制子系统包括：

直流母线电压控制模块，用于根据将直流母线电压参考值和直流母线电压U_dc输出LSC侧电流基波d轴分量参考值

PW电压5次谐波控制模块，用于根据dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和q轴分量输出dq坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电流变换模块，其第一输入端用于同功率绕组连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将abc坐标系下LSC侧电流变换为dq坐标系下LSC侧电流；

LSC侧电流控制模块，其第一输入端同直流母线电压控制模块输出端连接，其第二输入端同PW电压5次谐波控制模块的输出端连接，其第三输入端同LSC侧电流变换模块的输出端连接，用于根据LSC侧基波电流d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值LSC侧电流d轴分量i_Lq和q轴分量输出的LSC侧电压d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电压变换模块，其第一输入端同LSC侧电流控制模块的输出端连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将dq坐标系下LSC侧电压参考值变换为两相静止坐标系下LSC侧电压参考值；以及

第二SVPWM发生器，其输入端同LSC侧电压变换模块的输出端连接，用于根据两相静止坐标系下LSC侧电压参考值生成PWM信号送至LSC。

优选地，PW电压5次谐波控制模块包括：

第七加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和参考值进行叠加处理；

第五PI控制器，其输入端同第七加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第二乘法器，其输入端同第五PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值

第八加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波q轴分量和参考值进行叠加处理；

第六PI控制器，其输入端同第八加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第三乘法器，其输入端同第六PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值

第二坐标变换器，其第一输入端同第二乘法器的输出端连接，其第二输入端同第三乘法器的输出端连接，用于将dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值转换为dq坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值。

优选地，LSC侧电流控制模块包括：

第九加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第一输入端，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的d轴分量端口，其第三输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的d轴分量端口，用于对LSC侧电流基波d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和LSC侧电流d轴分量i_Ld进行叠加处理；

第三PIR控制器，其输入端与第九加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压d轴分量参考值

第十加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的q轴分量端口，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的q轴分量端口，用于对LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值和LSC侧电流q轴分量i_Lq进行叠加处理；

第四PIR控制器，其输入端同第十加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压q轴分量参考值

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，通过将功率绕组电压7次谐波转化为控制绕组电流7次谐波信号，并将其送入控制绕组电流控制模块，产生控制绕组电压参考值，实现在控制绕组侧变换器侧抑制功率绕组电压7次谐波分量。

2、本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，为了更好地分配独立无刷双馈系统总变频器容量，采取协调控制抑制谐波电压：即在控制绕组侧变换器侧抑制功率绕组电压7次谐波分量；在负载侧变换器利用有源滤波概念进行功率绕组电压5次谐波分量消除。

3、本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统，通过将功率绕组电压5次谐波转化为控制绕组电流5次谐波信号，并将其送入LSC侧电流控制模块，产生控制LSC侧电压参考值，实现在负载侧变换器利用有源滤波概念进行功率绕组电压5次谐波分量消除。

附图说明

图1为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统中CW相位计算模块的结构示意图；

图3为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统中PW电压7次谐波控制模块的结构示意图；

图4为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统中CW电流控制模块的结构示意图；

图5为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统中PW电压5次谐波控制模块的结构示意图；

图6为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统中LSC侧电流控制模块的结构示意图；

图7为本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电控制系统中PW电压提取模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

以下对本发明中有关概念加以解释：

abc坐标系：对应于交流电机的三相对称的静止绕组，具有相交于原点的a轴、b轴和c轴三个坐标轴，这三个坐标轴在空间静止且互差120度对称分布，按顺时针方向，依次为a轴、b轴和c轴；

两相静止坐标系：对应于交流电机虚拟的两相正交的静止绕组，具有相交于原点的α轴和β轴两个坐标轴，这两个坐标轴在空间静止且互差90度，按逆时针方向，依次为α轴和β轴；

dq标系：具有相交于原点的d轴和q轴两个坐标轴，这两个坐标轴互差90度(按逆时针方向，依次为d轴和q轴)，以角速度ω_p逆时针旋转；其中，ω_p为PW电压基波分量的旋转角速度；

dq⁵坐标系：具有相交于原点的d轴和q轴两个坐标轴，这两个坐标轴互差90度(按逆时针方向，依次为d轴和q轴)，以角速度5ω_p顺时针旋转；

dq⁷坐标系：具有相交于原点的d轴和q轴两个坐标轴，这两个坐标轴互差90度(按逆时针方向，依次为d轴和q轴)，以角速度7ω_p逆时针旋转。

本发明中，α轴和a轴重合；

基波分量：基波分量一般指分量频率与额定频率相同的分量；

谐波分量：谐波分量一般指分量频率为额定频率整数倍的分量；

PI控制器：为电机控制中常用概念，本发明中PI控制器的形式均为其中，kp为比例增益，ki为积分增益，s为拉普拉斯算子，它对控制目标的给定值与反馈值之间的偏差分别进行PI控制器所给出的比例运算和积分运算，然后将比例运算和积分运算的结果相加构成控制量，对被控对象进行控制。

比例增益kp及积分增益ki的调试方法为：

先将ki设为0，然后逐渐增大kp直到控制目标出现超调为止，kp不再变化，然后再逐渐增大ki，直到控制目标的调节时间达到用户的需求为止。

PIR控制器：为电机控制中常用概念，本发明中第一PIR控制器、第二PIR控制器的形式均为其中，kp为比例增益，ki为积分增益，kr为谐振增益，ω_c为截止频率(一般取5-20rad/s)，ω_n为谐振频率(一般根据谐波信号的频率设定)，s为拉普拉斯算子，它对控制目标的给定值与反馈值之间的偏差分别进行PIR控制器所给出的比例运算，积分运算以及谐振运算，然后将比例运算，积分运算和谐振运算的结果相加构成控制量，对被控对象进行控制。

比例增益kp，积分增益ki以及谐振增益kr的调试方法为：

1.首先将kr设置为0，按照PI控制器的调试方法调试kp，ki参数：先将ki设为0，然后逐渐增大kp直到控制目标出现超调为止，kp不再变化，然后再逐渐增大ki，直到控制目标的调节时间达到用户的需求为止。

2.保证kp，ki参数不变，加入谐振调试信号，改变kr参数：先将ki设为0，然后逐渐增大kr直到谐振信号追踪效果达到用户的需求为止。

带通滤波器：为电机控制中常用概念，本发明中第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器的形式均为其中，k为阻尼系数(0＜阻尼系数k＜2，k值越大，响应越快，但滤波效果越差，一般取)，ω_n为中心频率(一般根据滤波信号的频率设定)，s为拉普拉斯算子，它对输入信号按照传递函数进行运算。

SVPWM发生器：为电机控制中常用概念，本发明中第一SVPWM发生器和第二SVPWM发生器均属于此列。以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。

本发明所提供的非线性负载下的独立无刷双馈感应发电机控制系统中，电机侧变换器(machine side converter，以下简称MSC)用于抑制PW电压7次谐波，负载侧变换器(load side converter，以下简称LSC)用于抑制PW电压5次谐波。

如图1所示，本发明提供的非线性负载下独立无刷双馈发电机控制系统包括MSC控制子系统和LSC控制子系统，其中，MSC控制子系统包括PW电压幅值控制模块、PW电压7次谐波控制模块、CW电流变换模块、CW电流控制模块、CW电压变换模块、CW相位计算模块和第一SVPWM发生器；LSC控制子系统包括直流母线电压控制模块、PW电压5次谐波控制模块、LSC侧电流控制模块、LSC侧电流变换模块、LSC侧电压变换模块、PW电压提取模块和第二SVPWM发生器。

MSC控制子系统中的PW电压幅值控制模块包含第一加法器和第一PI控制器；将PW电压基波分量参考值和PW电压基波分量幅值u_p送入第一加法器，进行操作，其运算结果送入第一PI控制器，第一PI控制器按照PI控制器原理对输入结果进行运算，将第一PI控制器输出的dq坐标系中CW电流基波d轴分量参考值送至的CW电流控制器。

MSC控制子系统中的PW电压7次谐波控制模块首先对dq⁷坐标系中PW电压7次谐波d轴分量和q轴分量分别进行PI控制调节得到dq⁷坐标系中CW电流d轴分量参考值和q轴分量参考值然后将和进行坐标变换，得到dq坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值最后将和送至的CW电流控制模块。

MSC控制子系统中的CW电流控制模块首先将PW电压幅值控制模块输出的CW电流基波d轴分量参考值PW电压7次谐波控制模块输出的CW电流7次谐波d轴分量参考值和CW电流d轴分量i_cd相加，将运算结果进行比例、积分及谐振操作输出CW电压d轴分量参考值将CW电流7次谐波q轴分量参考值和CW电流q轴分量i_cq之间的差值进行比例、积分及谐振操作输出CW电压q轴分量参考值最后将CW电压d轴分量参考值和CW电压q轴分量参考值送入的CW电压变换模块。

MSC控制子系统中的CW电流变换模块将abc坐标系下CW的a相电流i_ca、b相电流i_cb和c相电流i_cc变换为dq坐标系下CW电流的d轴分量i_cd和q轴分量i_cq，将i_cd和i_cq送至CW电流控制模块。即根据如下公式获得i_cd和i_cq：

其中，为变换参考角度，为CW相位计算模块输出的CW相位。

MSC控制子系统中的CW电压变换模块对dq坐标系下CW电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值变换为两相静止坐标系下CW电压的α轴分量参考值和β轴分量参考值将和送至第一SVPWM发生器。即根据如下公式获得和

其中，为变换参考角度，为CW相位计算模块输出的CW相位。

如图2所示，MSC控制子系统中的CW相位计算模块包含第一积分器，CW相位计算器；PW电压频率参考值输入到第一积分器，经过积分运算，将其输出的PW电压相位参考值送入CW相位计算器；CW相位计算器将转子机械位置θ_r和第一积分器输出的PW电压相位参考值经过下列运算得到CW相位参考值将送至的CW电压变换模块和CW电流变换模块；

其中，p_p和p_c分别为PW和CW的极对数。

MSC控制子系统中的第一SVPWM发生器根据CW电压变换模块输出CW电压的α轴分量参考值和β轴分量参考值生成PWM信号送至MSC。

LSC控制子系统中的直流母线电压控制模块包含第二加法器和第二PI控制器；将直流母线电压参考值和直流母线电压U_dc送入第二加法器，进行操作，其运算结果送入第二PI控制器，第二PI控制器按照PI控制器原理对输入结果进行运算，将第二PI控制器输出的LSC侧电流基波d轴分量参考值送至的LSC侧电流控制模块，其中，直流母线电压参考值由调度需求确定。

LSC控制子系统中的PW电压5次谐波控制模块首先对dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和q轴分量分别进行PI控制调节得到对应dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值然后将和进行坐标变换，得到dq坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值最后将和送至的LSC侧电流控制模块。

LSC控制子系统中的LSC侧电流控制模块将直流母线电压控制模块输出的LSC侧基波电流d轴分量参考值PW电压5次谐波控制模块输出的LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和LSC侧电流d轴分量i_Ld相加，将运算结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压d轴分量参考值将LSC侧电流q轴分量参考值和LSC侧电流q轴分量i_Lq之间的差值进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压q轴分量参考值最后将LSC侧电压d轴分量参考值和LSC侧电压q轴分量参考值送入的LSC侧电压变换模块。

LSC控制子系统中的LSC侧电流变换模块将abc坐标系下LSC侧电流的a相电流i_La、b相电流i_Lb和c相电流i_Lc变换为dq坐标系下LSC侧电流的d轴分量i_Ld和q轴分量i_Lq，将i_Ld和i_Lq送至LSC侧电流控制模块；即根据如下公式进行坐标变换：

其中，变换参考角度θ_p为PW电压提取模块输出的PW电压基波分量相位；

LSC控制子系统中的LSC侧电压变换模块对dq坐标系下LSC侧电压的d轴分量参考值和q轴分量参考值变换为两相静止坐标系下LSC侧电压的α轴分量参考值和β轴分量参考值将和送至第二SVPWM发生器；

其中，变换参考角度θ_p为PW电压提取模块输出的PW电压基波分量相位；

LSC控制子系统中的PW电压提取模块从PW三相电压u_pa，u_pb，u_pc提取出PW电压基波α轴电压分量u_pα1f，β轴电压分量u_pβ1f，PW电压5次谐波α轴电压分量u_pα5f，β轴电压分量u_pβ5f，PW电压7次谐波α轴电压分量u_pα7f，β轴电压分量u_pβ7f；PW电压提取模块求出PW电压基波分量的真实相位θ_p，将θ_p送至上述LSC控制子系统中的LSC侧电压变换模块、LSC侧电流变换模块、PW电压5次谐波控制模块，MSC控制子系统中的PW电压7次谐波控制模块，并且得到dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量q轴电压分量和dq⁷坐标系中PW电压7次谐波d轴分量q轴电压分量

LSC控制子系统中的第二SVPWM发生器根据LSC侧电压变换模块输出LSC侧电压的α轴分量参考值和β轴分量参考值生成PWM信号送至LSC。

本发明所依据的技术原理如下：

根据无刷双馈感应发电机的原理可知其CW电压u_c与PW电压u_p关系为：

式中p_p和p_c分别为PW和CW的极对数；ω_p为PW电压基波矢量旋转角频率；ω_r为无刷双馈感应发电机的旋转角速度；L_c和L_cr分别为控制绕组侧的自感和互感；L_p和L_pr分别为功率绕组侧的自感和互感；

针对PW电压5次谐波，对式(1)整理后得CW电压5次谐波幅值与PW电压5次谐波关系为：

针对PW电压7次谐波，对式(1)整理后得CW电压7次谐波幅值与PW电压7次谐波关系为：

根据式(2)和式(3)，为了消除相同幅值功率绕组电压的5次和7次谐波分量，5次谐波分量所需要的控制绕组电压更大。变频器的容量跟控制绕组电压和电流有关，更大的控制绕组电压意味着变频器容量的增加。为了更好地分配独立无刷双馈系统总变频器容量，采取协调控制抑制谐波电压。在控制绕组侧变换器侧抑制功率绕组电压7次谐波分量；在负载侧变换器，利用有源滤波概念进行功率绕组电压5次谐波分量消除。

如图3所示，MSC控制子系统中的PW电压7次谐波控制模块包括第三加法器，第三PI控制器，第四加法器，第四PI控制器，第一乘法器，第一坐标变换器。

将dq⁷坐标系中PW电压7次谐波d轴分量和参考值0送入第三加法器，进行操作，其运算结果送入第三PI控制器，第三PI控制器按照PI控制器原理对输入进行运算，将第三PI控制输出的dq⁷坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值送至的第一坐标变换器；将dq⁷坐标系中PW电压7次谐波q轴分量和参考值0送入第四加法器，进行操作，其运算结果送入第四PI控制器，第四PI控制器按照PI控制器原理对输入结果进行运算，将第四PI控制器的结果送至的乘法系数为-1的第一乘法器，进行乘法操作，将其输出的dq⁷坐标系中CW电流7次谐波q轴分量参考值送至的第一坐标变换器。

第一坐标变换器将和转换到dq坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值并将和送入MSC控制子系统中的CW电流控制模块；根据如下公式实现坐标转换：

其中，变换参考角度θ_p为PW电压基波分量相位，由PW电压提取模块输出。

如图4所示，MSC控制子系统中的CW电流控制模块由第五加法器、第六加法器、第一PIR控制器和第二PIR控制器组成；将PW电压幅值控制模块输出的CW电流基波d轴分量参考值PW电压7次谐波控制器输出的CW电流7次谐波d轴分量参考值和CW电流变换模块输出的CW电流d轴分量i_cd输入至第五加法器，进行操作，将输出结果送至的第一PIR控制器，第一PIR控制器按照PIR控制器原理对输入进行运算，将第一PIR控制器输出的CW电压d轴分量参考值送至的CW电压变换模块；将PW电压7次谐波控制器输出的CW电流7次谐波q轴分量参考值和CW电流变换模块输出的CW电流q轴分量i_cq输入至第六加法器，进行操作，将输出结果送至的第二PIR控制器，第二PIR控制器按照PIR控制器原理对输入结果进行运算，将第二PIR控制器输出的CW电压q轴分量参考值送至的CW电压变换模块。

如图5所示，LSC控制子系统中的PW电压5次谐波控制模块包括第七加法器，第五PI控制器，第八加法器，第六PI控制器，第二乘法器，第三乘法器，第二坐标变换器。

将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和参考值0送入第七加法器，进行操作，其运算结果送入第五PI控制器，第五PI控制器按照PI控制器原理对输入进行运算，将第五PI控制器的结果送至的乘法系数为-1的第二乘法器，进行乘法操作，将输出的dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值送至的第二坐标变换器；将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波q轴分量和参考值0送入第八加法器，进行操作，其运算结果送入第六PI控制器，第六PI控制器按照PI控制器原理对输入进行运算，将第六PI控制器的结果送至的乘法系数为-1的第三乘法器，进行乘法操作，将其输出的dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值送至的第二坐标变换器。

第二坐标变换器将和转换为dq坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值并将和送入LSC控制子系统中的LSC侧电流控制模块；即根据如下公式进行坐标变换：

其中，变换参考角度θ_p为PW电压提取模块输出的PW电压基波分量相位。

如图6所示，LSC控制子系统中的LSC侧电流控制器控制模块由第九加法器、第十加法器、第三PIR控制器和第四PIR控制器组成；将直流母线电压控制模块输出的LSC侧电流基波d轴分量参考值PW电压5次谐波控制模块输出的LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和LSC侧电流变换模块输出的LSC侧电流d轴分量i_Ld输入至第九加法器，进行操作，将运算结果送至的第三PIR控制器，第三PIR控制器按照PIR控制器原理对输入进行运算，将第三PIR控制器输出的LSC侧电压d轴分量参考值送至的LSC侧电压变换模块；将PW电压5次谐波控制模块输出的LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值和LSC侧电流变换模块输出的LSC侧电流q轴分量i_Lq输入至第十加法器，进行操作，将运算结果送至的第四PIR控制器，第四PIR控制器按照PIR控制器原理对输入进行运算，将第四PIR控制器输出的LSC侧电压q轴分量参考值送至的LSC侧电压变换模块。

如图7所示，LSC控制子系统中的PW电压提取模块包括clark变换器，谐波解耦器，第一带通滤波器，第二带通滤波器，第三带通滤波器，第四带通滤波器，第五带通滤波器，第六带通滤波器，锁相环，第二Park变换器，第三Park变换器。

clark变换器将abc坐标系下PW的a相电压u_pa、b相电压u_pb和c相电压u_pc变换为两相静止坐标系下的α轴电压分量u_pα和β轴电压分量u_pβ，送至谐波解耦器；即根据如下公式进行坐标变换：

谐波解耦器能够消除各个谐波分量之间的影响，保证带通滤波器的滤波器效果。针对基波分量，将clark变换器输出的PW电压α轴分量u_pα，第五带通滤波器的输出u_pα7f送至第十一加法器，进行u_pα-u_pα7f操作，将其运算结果和第三带通滤波器的输出u_pα5f送至第十二加法器，进行u_pα-u_pα7f-u_pα5f操作，将运算结果u_pα1送至第一带通滤波器；将clark变换器输出的PW电压β轴分量u_pβ，第六带通滤波器的输出u_pβ7f送至第十三加法器，进行u_pβ-u_pβ7f操作，将其运算结果和第四带通滤波器的输出u_pβ5f送至第十四加法器，进行u_pβ-u_pα7f-u_pα5f操作，将运算结果u_pβ1送至第二带通滤波器；第一带通滤波器的输入信号和第二带通滤波器的输入信号的表达式为：

u_pα1＝u_pα-u_pα5f-u_pα7f

u_pβ1＝u_pβ-u_pβ5f-u_pβ7f

针对5次谐波分量，将clark变换器输出的PW电压α轴分量u_pα，第五带通滤波器的输出u_pα7f送至第十五加法器，进行u_pα-u_pα7f操作，将其运算结果和第一带通滤波器的输出u_pα1f送至第十六加法器，进行u_pα-u_pα7f-u_pα1f操作，将运算结果u_pα5送至第三带通滤波器；将clark变换器输出的PW电压β轴分量u_pβ，第六带通滤波器的输出u_pβ7f送至第十七加法器，进行u_pβ-u_pβ7f操作，将其运算结果和第二带通滤波器的输出u_pβ1f送至第十八加法器，进行u_pβ-u_pα7f-u_pα1f操作，将运算结果u_pβ5送至第四带通滤波器；第三带通滤波器的输入信号和第四带通滤波器的输入信号的表达式为：

u_pα5＝u_pα-u_pα1f-u_pα7f

u_pβ5＝u_pβ-u_pβ1f-u_pβ7f

针对7次谐波分量，将clark变换器输出的PW电压的α轴分量u_pα，第三带通滤波器的输出u_pα5f送至第十九加法器，进行u_pα-u_pα5f操作，将其运算结果和第一带通滤波器的输出u_pα1f送至第二十加法器，进行u_pα-u_pα5f-u_pα1f操作，将运算结果u_pα7送至第五带通滤波器；将clark变换器输出的PW电压β轴分量u_pβ，第四带通滤波器的输出u_pβ5f送至第二十一加法器，进行u_pβ-u_pβ5f操作，将其运算结果和第二带通滤波器的输出u_pβ1f送至第二十二加法器，进行u_pβ-u_pα5f-u_pα1f操作，将运算结果u_pβ7送至第六带通滤波器；第五带通滤波器的输入信号和第六带通滤波器的输入信号的表达式为：

u_pα7＝u_pα-u_pα1f-u_pα5f

u_pβ7＝u_pβ-u_pβ1f-u_pβ5f

第一带通滤波器滤除u_pα1中各次谐波得到α轴电压基波分量u_pα1f，将u_pα1f送至锁相环模块；第一带通滤波器的中心频率为第一带通滤波器的阻尼系数为：第二带通滤波器滤除u_pβ1中各次谐波得到β轴电压基波分量u_pβ1f，将u_pβ1f送至锁相环模块；第二带通滤波器的中心频率为第二带通滤波器的阻尼系数为：

第三带通滤波器滤除u_pα5中非5次谐波电压得到PW电压5次谐波α轴分量u_pα5f，将u_pα5f送至第二Park变换器；第三带通滤波器的中心频率为第三带通滤波器的阻尼系数为：第四带通滤波器滤除u_pβ5中非5次谐波电压得到PW电压5次谐波β轴分量u_pβ5f，将u_pβ5f送至第二Park变换器；第四带通滤波器的中心频率为第二带通滤波器的阻尼系数为：

第五带通滤波器滤除u_pα7中非7次谐波电压得到PW电压7次谐波α轴分量u_pα7f，将u_pα7f送至第三Park变换器；第五带通滤波器的中心频率为第五带通滤波器的阻尼系数为：第六带通滤波器滤除u_pβ7中非7次谐波电压得到PW电压7次谐波β轴分量u_pβ7f，将u_pβ7f送至第三Park变换器；第六带通滤波器的中心频率为第六带通滤波器的阻尼系数为：

锁相环包括第一Park变换器、第七PI控制器、第二十三加法器和第二积分器；

第一Park变换器将两相静止坐标系下PW电压基波α轴分量u_pα1f和PW电压基波β轴分量u_pα1f变换为dq坐标系下的PW电压基波d轴分量和q轴分量PW电压基波q轴分量送至MSC控制子系统中的PW电压幅值控制模块；即根据如下公式进行坐标变换：

其中，θ_p为PW电压正序基波分量的相位估计值，由第二积分器输出。

将第一Park变换器的输出结果PW电压基波q轴分量送至第七PI控制器；第七PI控制器通过调节为0从而得到频率增量Δω_p送至第二十三加法器；第二十三加法器根据公式ω_p＝Δω_p+ω_p,nom计算PW电压正序基波分量的估计频率，其中，ω_p,nom为PW电压的额定频率；第二积分器对ω_p积分得到PW电压正序基波分量的相位估计值θ_p，将θ_p送至上述LSC控制子系统中的LSC侧电压变换模块、LSC侧电流变换模块、PW电压5次谐波控制模块，LSC控制子系统中的PW电压7次谐波控制模块。

PW电压正序基波分量频率参考值作为第一带通滤波器，第二带通滤波器，第三带通滤波器，第四带通滤波器，第五带通滤波器和第六带通滤波器的中心频率输入依据。

第二Park变换器将两相静止坐标系下PW电压5次谐波α轴分量u_pα5f和β轴电压分量变换u_pβ5f为dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴电压分量和q轴电压分量即根据如下公式进行坐标变换：

其中，θ_p为PW电压正序基波分量的相位估计值，由第二积分器输出。

第三Park变换器将两相静止坐标系下PW电压7次谐波α轴分量u_pα7f和β轴分量u_pβ7f变换为dq⁷坐标系中PW电压7次谐波d轴电压分量和q轴电压分量即根据如下公式进行坐标变换：

其中，θ_p为PW电压正序基波分量的相位估计值，由第二积分器输出。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非线性负载下独立无刷双馈感应发电机的控制系统，其特征在于，控制系统包括MSC控制子系统，MSC控制子系统用于抑制PW电压的7次谐波；MSC控制子系统包括：

PW电压幅值控制模块，用于根据PW电压基波分量幅值参考值和PW电压基波分量幅值u_p输出dq坐标系中CW电流基波d轴分量参考值

PW电压7次谐波控制模块，用于根据dq⁷坐标系中PW电压7次谐波的d轴分量和q轴分量输出dq⁷坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值

CW相位计算模块，用于根据PW电压频率参考值和转子机械位置θ_r输出CW相位参考值

CW电流变换模块，其第一输入端同CW相位计算模块的输出端连接，其第二输入端用于同发电机控制绕组连接，用于将abc坐标系下CW电流变换为dq坐标系下CW电流；

CW电流控制模块，其第一输入端同PW电压幅值控制模块的输出端连接，其第二输入端同PW电压7次谐波控制模块的输出端连接，其第三输入端同CW电流变换模块的输出端连接，用于根据CW电流基波d轴分量参考值CW电流7次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值及CW电流d轴分量i_cd和q轴分量i_cq输出CW电压d轴分量参考值和q轴分量参考值

CW电压变换模块，其第一输入端同CW电流控制模块的输出端连接，其第二输入端同CW相位计算模块的输出端连接，用于将dq坐标系下CW电压参考值变换为两相静止坐标系下CW电压参考值；以及

第一SVPWM发生器，其输入端同CW电压变换模块的输出端连接，用于两相静止坐标系下CW电压参考值生成PWM信号送至MSC。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述PW电压7次谐波控制模块包括：

第三加法器，用于对dq⁷坐标系中PW电压7次谐波d轴分量和参考值进行叠加处理；

第三PI控制器，其输入端同第三加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行PI控制输出dq⁷坐标系中CW电流7次谐波d轴分量参考值

第四加法器，用于对dq⁷坐标系中PW电压7次谐波q轴分量和参考值进行叠加处理；

第四PI控制器，其输入端同第四加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行PI控制；

第一乘法器，其输入端同第四PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁷坐标系中CW电流7次谐波q轴分量参考值以及

第一坐标变换器，其第一输入端同第三PI控制器的输出端连接，其第二输入端同第一乘法器的输出端连接，其第三输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将dq⁷坐标系中CW电流7次谐波参考值变换为dq坐标系中CW电流7次谐波参考值。

3.如权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述CW电流控制模块包括：

第五加法器，其第一输入端作为CW电流控制模块的第一输入端，其第二输入端作为CW电流控制模块的第二输入端的d轴分量端口，其第三输入端作为CW电流控制模块第三输入端的d轴分量端口，用于将CW电流基波d轴分量参考值CW电流7次谐波d轴分量参考值和CW电流d轴分量i_cd进行叠加处理；

第一PIR控制器，其输入端同第五加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行比例、积分及谐振操作输出CW电压d轴分量参考值

第六加法器，其第一输入端作为CW电流控制模块的第二输入端的q轴分量端口，其第二输入端作为CW电流控制模块的第三输入端的q轴分量端口，用于对CW电流7次谐波q轴分量参考值和CW电流q轴分量i_cq进行叠加处理；

第二PIR控制器，其输入端同第六加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行比例、积分及谐振操作输出CW电压q轴分量参考值

4.如权利要求1至3任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括LSC控制子系统，LSC控制子系统用于抑制PW电压5次谐波；LSC控制子系统包括：

直流母线电压控制模块，用于根据将直流母线电压参考值和直流母线电压U_dc输出LSC侧电流基波d轴分量参考值

PW电压5次谐波控制模块，用于根据dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和q轴分量输出dq坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电流变换模块，其第一输入端用于同功率绕组连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将abc坐标系下LSC侧电流变换为dq坐标系下LSC侧电流；

LSC侧电流控制模块，其第一输入端同直流母线电压控制模块输出端连接，其第二输入端同PW电压5次谐波控制模块的输出端连接，其第三输入端同LSC侧电流变换模块的输出端连接，用于根据LSC侧基波电流d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值LSC侧电流d轴分量i_Lq和q轴分量输出的LSC侧电压d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电压变换模块，其第一输入端同LSC侧电流控制模块的输出端连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将dq坐标系下LSC侧电压参考值变换为两相静止坐标系下LSC侧电压参考值；以及

第二SVPWM发生器，其输入端同LSC侧电压变换模块的输出端连接，用于根据两相静止坐标系下LSC侧电压参考值生成PWM信号送至LSC。

5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述PW电压5次谐波控制模块包括：

第七加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和参考值进行叠加处理；

第五PI控制器，其输入端同第七加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第二乘法器，其输入端同第五PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值

第八加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波q轴分量和参考值进行叠加处理；

第六PI控制器，其输入端同第八加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第三乘法器，其输入端同第六PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值

第二坐标变换器，其第一输入端同第二乘法器的输出端连接，其第二输入端同第三乘法器的输出端连接，用于将dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值转换为dq坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值。

6.如权利要求4或5所述的控制系统，其特征在于，所述LSC侧电流控制模块包括：

第九加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第一输入端，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的d轴分量端口，其第三输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的d轴分量端口，用于对LSC侧电流基波d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和LSC侧电流d轴分量i_Ld进行叠加处理；

第三PIR控制器，其输入端与第九加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压d轴分量参考值

第十加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的q轴分量端口，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的q轴分量端口，用于对LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值和LSC侧电流q轴分量i_Lq进行叠加处理；

第四PIR控制器，其输入端同第十加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压q轴分量参考值

7.如权利要求4至6任一项所述的控制系统，其特征在于，所述LSC控制子系统还包括PW电压提取模块，PW电压提取模块包括clark变换器，谐波解耦器，第一带通滤波器，第二带通滤波器，第三带通滤波器，第四带通滤波器，第五带通滤波器，第六带通滤波器，锁相环，第二Park变换器及第三Park变换器；

clark变换器用于将abc坐标系下PW电压转化为两相静止坐标系下PW电压；

谐波解耦器用于根据PW电压α轴分量u_pα、第五带通滤波器的输出信号u_pα7f及第三带通滤波器的输出u_pα5f进行叠加处理，并将处理结果输出至第一带通滤波器；谐波解耦器同时用于根据PW电压β轴分量u_pβ、第六带通滤波器的输出信号u_pβ7f及第四带通滤波器的输出信号u_pβ5f进行叠加处理，并将处理结果输出至第二带通滤波器；谐波解耦器同时用于PW电压α轴分量u_pα、第五带通滤波器的输出信号u_pα7f及第一带通滤波器的输出u_pα1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第三带通滤波器；谐波解耦器同时用于根据PW电压β轴分量u_pβ、第六带通滤波器的输出u_pβ7f及第二带通滤波器的输出u_pβ1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第四带通滤波器；谐波解耦器同时用于PW电压α轴分量u_pα、第三带通滤波器的输出u_pα5f及第一带通滤波器的输出u_pα1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第五带通滤波器；谐波解耦器同时用于根据PW电压β轴分量u_pβ、第四带通滤波器的输出u_pβ5f及第二带通滤波器的输出u_pβ1f进行叠加处理，并将处理结果输出至第六带通滤波器；

第一带通滤波器滤除输入信号u_pα1中各次谐波得到PW电压基波α轴分量u_pα1f，并将滤波结果送至锁相环模块；

第二带通滤波器滤除输入信号u_pβ1中各次谐波得到PW电压基波β轴分量u_pβ1f，并将滤波结果u_pβ1f送至锁相环模块；

第三带通滤波器滤除输入信号u_pα5中非5次谐波电压得到PW电压5次谐波α轴分量u_pα5f，并将滤波结果u_pα5f送至第二Park变换器；

第四带通滤波器滤除输入信号u_pβ5中非5次谐波电压得到PW电压5次谐波β轴分量u_pβ5f，并将滤波结果u_pβ5f送至第二Park变换器；

第五带通滤波器滤除输入信号u_pα7中非7次谐波电压得到PW电压7次谐波α轴分量u_pα7f，并将滤波结果u_pα7f送至第三Park变换器；

第六带通滤波器滤除输入信号u_pβ7中非7次谐波电压得到PW电压7次谐波β轴分量u_pβ7f，并将滤波结果u_pβ7f送至第三Park变换器；

锁相环用于根据PW电压基波α轴分量u_pα1f和β轴分量u_pβ1f输出PW电压正序基波分量的相位估计值θ_p和PW电压基波u_p。

8.一种非线性负载下独立无刷双馈感应发电机的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括LSC控制子系统，LSC控制子系统用于抑制PW电压5次谐波；LSC控制子系统包括：

直流母线电压控制模块，用于根据将直流母线电压参考值和直流母线电压U_dc输出LSC侧电流基波d轴分量参考值

PW电压5次谐波控制模块，用于根据dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和q轴分量输出dq坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电流变换模块，其第一输入端用于同功率绕组连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将abc坐标系下LSC侧电流变换为dq坐标系下LSC侧电流；

LSC侧电流控制模块，其第一输入端同直流母线电压控制模块输出端连接，其第二输入端同PW电压5次谐波控制模块的输出端连接，其第三输入端同LSC侧电流变换模块的输出端连接，用于根据LSC侧基波电流d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和q轴分量参考值LSC侧电流d轴分量i_Lq和q轴分量输出的LSC侧电压d轴分量参考值和q轴分量参考值

LSC侧电压变换模块，其第一输入端同LSC侧电流控制模块的输出端连接，其第二输入端用于接收PW电压基波分量相位，用于将dq坐标系下LSC侧电压参考值变换为两相静止坐标系下LSC侧电压参考值；以及

第二SVPWM发生器，其输入端同LSC侧电压变换模块的输出端连接，用于根据两相静止坐标系下LSC侧电压参考值生成PWM信号送至LSC。

9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述PW电压5次谐波控制模块包括：

第七加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波d轴分量和参考值进行叠加处理；

第五PI控制器，其输入端同第七加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第二乘法器，其输入端同第五PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值

第八加法器，用于将dq⁵坐标系中PW电压5次谐波q轴分量和参考值进行叠加处理；

第六PI控制器，其输入端同第八加法器的输出端连接，用于对叠加结果进行PI控制；

第三乘法器，其输入端同第六PI控制器的输出端连接，用于对PI控制结果进行乘法操作输出dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值

第二坐标变换器，其第一输入端同第二乘法器的输出端连接，其第二输入端同第三乘法器的输出端连接，用于将dq⁵坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值转换为dq坐标系中LSC侧电流5次谐波参考值。

10.如权利要求8或9所述的控制系统，其特征在于，所述LSC侧电流控制模块包括：

第九加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第一输入端，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的d轴分量端口，其第三输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的d轴分量端口，用于对LSC侧电流基波d轴分量参考值LSC侧电流5次谐波d轴分量参考值和LSC侧电流d轴分量i_Ld进行叠加处理；

第三PIR控制器，其输入端与第九加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压d轴分量参考值

第十加法器，其第一输入端作为LSC侧电流控制模块的第二输入端的q轴分量端口，其第二输入端作为LSC侧电流控制模块的第三输入端的q轴分量端口，用于对LSC侧电流5次谐波q轴分量参考值和LSC侧电流q轴分量i_Lq进行叠加处理；

第四PIR控制器，其输入端同第十加法器的输出端连接，用于对叠加处理结果进行比例、积分及谐振操作输出LSC侧电压q轴分量参考值