Generalized Super-twisting Sliding Mode Control for Interlinking Converters in Hybrid AC/DC Microgrids under Unbalanced Loads

WANG Hao; ZHANG Xiaoyu; BU Xuhui; WANG Xiaowei

doi:10.20204/j.sp.2026.04005

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Generalized Super-twisting Sliding Mode Control for Interlinking Converters in Hybrid AC/DC Microgrids under Unbalanced Loads

更新时间：2026-04-20

- Generalized Super-twisting Sliding Mode Control for Interlinking Converters in Hybrid AC/DC Microgrids under Unbalanced Loads
- Vol. 54, Issue 4, Pages: 37-44(2026)
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- DOI：10.20204/j.sp.2026.04005
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- Published：2026
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王浩,张晓雨,卜旭辉,王晓卫.不平衡负载下交直流混合微电网互联接口变换器广义超螺旋滑模控制[J].智慧电力,2026,54(4):37-44.

doi:10.20204/j.sp.2026.04005
王浩,张晓雨,卜旭辉,王晓卫.不平衡负载下交直流混合微电网互联接口变换器广义超螺旋滑模控制[J].智慧电力,2026,54(4):37-44. DOI： 10.20204/j.sp.2026.04005.

doi:10.20204/j.sp.2026.04005 DOI：

摘要

针对孤岛模式下交直流混合微电网因负载不平衡导致的交流侧电压与电流不平衡问题，提出一种基于广义超螺旋滑模的负序电压抑制策略，并引入负载不平衡补偿器。首先，建立负载不平衡时互联接口变换器在同步旋转坐标系下的数学模型，通过不平衡电压补偿控制获取负序电压补偿指令；其次，在传统超螺旋算法基础上，以连续分数阶幂项替换其积分项中的不连续项，并加入线性修正项，构建广义超螺旋算法，据此设计电压电流双闭环广义超螺旋滑模控制器；同时，采用基于电压源型逆变器的负载不平衡补偿器补偿不平衡电流。最后，通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型，并与传统PI控制及一阶滑模控制进行对比。结果表明，所提策略可有效抑制电压与电流不平衡，且在负载突变及接入非线性负载时具有良好的动态性能。

Abstract

To address the issue of AC-side voltage and current imbalance caused by unbalanced loads in islanded hybrid AC/DC microgrids

a negative-sequence voltage suppression strategy based on the generalized super-twisting sliding mode control is proposed

and a load unbalance compensator is introduced. First

a mathematical model of the interlinking converter under unbalanced loads is established in the synchronous rotating coordinate system

and negative-sequence voltage compensation commands are obtained through unbalanced voltage compensation control. Second

based on the traditional super-twisting algorithm

a generalized super-twisting algorithm is constructed by replacing the discontinuous term in its integral part with a continuous fractional-order power term and adding a linear correction term. Using this algorithm

a voltage and current dual closed-loop generalized super-twisting sliding mode controller is designed. Meanwhile

a load unbalance compensator based on a voltage source inverter is adopted to compensate for unbalanced currents. Finally

a simulation model is built in MATLAB/Simulink

and comparisons are made with traditional PI control and first-order sliding mode control. The results show that the proposed strategy effectively suppresses voltage and current imbalance and exhibits excellent dynamic performance under load sudden changes and nonlinear load conditions.

关键词

Keywords

references

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