專利名稱：一種基于自抗擾控制技術的光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法
一種基于自抗擾控制技術的光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法，主要是一種基于自抗擾控制技術 的并網控制方法。其屬于新能源發(fā)電與控制系統(tǒng)及電力電子的交叉技術領域。
背景技術：
隨著世界能源枯竭問題日趨嚴重，太陽能憑其可再生性和無污染性成為人類開發(fā) 利用綠色可再生能源的焦點，正由補充型能源走向替代型能源，故光伏并網發(fā)電系統(tǒng)是太 陽能利用的必然發(fā)展趨勢。在并網光伏發(fā)電系統(tǒng)中，對電網的跟蹤控制直接關系到輸出電 能的質量和系統(tǒng)的運行效率，是系統(tǒng)的核心和技術關鍵，控制系統(tǒng)的性能在很大程度上決 定著并網的成敗，一種合理的控制策略就顯得十分必要?，F在并網的技術多種多樣，由于光 伏發(fā)電受環(huán)境變化、電網波動、負荷突變以及模型參數不確定性等問題的影響，采用常規(guī)的 控制方法很難取得滿意的效果，加之每種方法都有其使用特點和適用場合，只是針對某些 特定負載或某一小領域，普適性較差，帶來的問題各式各樣，至今沒有形成一種普遍認可的 方案。自抗擾控制技術是對一類不確定性系統(tǒng)的控制有較好的適應性和魯棒性的先進 控制理論。它對內外擾有較強的抗擾能力，因其可操作性強且性能優(yōu)良，已成為控制領域 中活躍的研究方向。自抗擾控制技術可以對系統(tǒng)模型中不確定因素和外部干擾進行動態(tài) 觀測，使系統(tǒng)對擾動有很好的適應性。光伏發(fā)電系統(tǒng)中，由于外界環(huán)境變化容易導致太陽 能電池輸出電壓不穩(wěn)定，可以將它們作為系統(tǒng)的未知干擾，利用擴張狀態(tài)觀測器(ESOdP Extended State Observer)進行補償，從而達到輸出穩(wěn)定電壓的目的。自抗擾控制技術已 應用于阻性光伏逆變器中，具有超調小、過渡過程可調的特點，在很大范圍內可以適應對象 模型和周圍環(huán)境的變化，且不影響控制器的控制品質，體現了很好的魯棒性。

發(fā)明內容本發(fā)明目的是為了克服現有并網控制方法中存在的上述不足，提供一種基于自抗 擾控制技術的光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法。該方法既能對系統(tǒng)模型中的不確定因素和外 部干擾進行動態(tài)觀測，又不影響控制器的控制品質，具有良好的魯棒性和適應能力。本設計的技術方案一種基于自抗擾控制技術的光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法，該方法包括第1、將光伏發(fā)電系統(tǒng)作為被控對象進行分析，確定被控對象的輸入輸出量及控制 量；第2、通過自抗擾控制技術中的跟蹤微分器(TD)對被控對象的參考輸入安排過渡 過程并提取它的微分信號；第3、通過自抗擾控制技術中的擴張狀態(tài)觀測器(ESO)對光伏發(fā)電系統(tǒng)模型中的 不確定因素和外部干擾進行動態(tài)觀測與估計；第4、通過自抗擾控制技術中的非線性狀態(tài)誤差反饋律(NLSEF)來構成系統(tǒng)的控
4制量id ；第5、在控制過程中對各部分的參數進行調整，最終實現光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控 制。由上述分析，第1步所述的根據光伏并網發(fā)電系統(tǒng)這個控制對象，確定被控對象 的輸入輸出量及控制量。即
權利要求
一種基于自抗擾控制技術的光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法，其特征在于該方法包括第1、將光伏發(fā)電系統(tǒng)作為被控對象進行分析，建立其模型，確定被控對象的輸入輸出量及控制量；第2、通過自抗擾控制技術中的跟蹤微分器(TD)對被控對象的參考輸入安排過渡過程并提取它的微分信號；第3、通過自抗擾控制技術中的擴張狀態(tài)觀測器(ESO)對光伏發(fā)電系統(tǒng)模型中的不確定因素和外部干擾進行動態(tài)觀測與估計；第4、通過自抗擾控制技術中的非線性狀態(tài)誤差反饋律(NLSEF)來構成系統(tǒng)的控制量id；第5、在控制過程中對各控制器的參數進行調整，最終實現光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第1步所述的確定被控對象的輸入輸出量 及控制量。即
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第2步所述跟蹤微分器的控制算法為
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第3步所述的擴張狀態(tài)觀測器對光伏發(fā)電 系統(tǒng)模型中的不確定因素和外部干擾進行動態(tài)觀測與估計；在這其中 uc, id為系統(tǒng)的可量測變量，作為輸入； 擴張狀態(tài)觀測器的控制算法為
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第4步所述的通過自抗擾控制器的非線性 狀態(tài)誤差反饋律來構成控制量，由跟蹤微分器產生的跟蹤信號V1和微分信號V2與擴張狀態(tài) 觀測器給出的狀態(tài)估計信號Z1和Z2形成兩個誤差量，=V1-Z1 ^2=V2-Z2，構成系統(tǒng)的控制分量
全文摘要
一種基于自抗擾控制技術的光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網控制方法。光伏發(fā)電系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)，受電網和環(huán)境的影響，系統(tǒng)存在較強的外部干擾和非線性不確定因素。針對系統(tǒng)的工作特點，本發(fā)明采用自抗擾控制技術來實現對系統(tǒng)的有效控制。系統(tǒng)利用自抗擾控制器(ADRC)的擴張狀態(tài)觀測器，來對系統(tǒng)模型中的不確定因素和外擾進行動態(tài)觀測，使系統(tǒng)對擾動具有很好的適應能力，在很大范圍內可以適應對象模型和周圍環(huán)境的變化，且不影響控制器的控制品質，體現了很好的魯棒性。
文檔編號H02J3/38GK101969210SQ201010515149
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者劉思佳, 周雪松, 宋代春, 梁芳, 陳浩, 馬幼捷 申請人:天津理工大學