一種基于ssr-kdf的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法。將PI控制的直流母線電壓控制環(huán)輸出信號(hào)作為并網(wǎng)逆變器輸出電流的參考值；從并網(wǎng)逆變器的輸出端提取輸出電流實(shí)際值的跟蹤值和微分信號(hào)，作為并網(wǎng)逆變器控制器的輸入信號(hào)，輸入并網(wǎng)逆變器控制器；經(jīng)計(jì)算后輸出得到并網(wǎng)逆變器的間接控制信號(hào)；將逆變器的輸出電流參考值和并網(wǎng)逆變器的間接控制信號(hào)相減，得到逆變器的實(shí)際控制量，對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制。本發(fā)明提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，避免因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不確定性等因素導(dǎo)致的停機(jī)故障；提高并網(wǎng)電能質(zhì)量，有效降低并網(wǎng)逆變器輸出電能的諧波畸變。
【專利說(shuō)明】-種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種逆變器控制方法，尤其是涉及一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的 魯棒控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 新能源分布式發(fā)電技術(shù)的日益發(fā)展，使得并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)中的滲透率逐漸增 力口。然而，由于構(gòu)成并網(wǎng)逆變器的器件存在不平衡、老化等特點(diǎn)，以及新能源發(fā)電易受環(huán)境 因素影響，導(dǎo)致并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)具有明顯的非線性和不確定性。這些問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)系統(tǒng)的 穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，而且會(huì)通過(guò)與電網(wǎng)的耦合，惡化局部電網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì) 量。因此，迫切需要尋找一種提高魯棒性、克服不確定因素影響的并網(wǎng)逆變器非線性控制策 略。
[0003] 本發(fā)明針對(duì)小功率（20kW)三相并網(wǎng)逆變器，基于三相橋式并網(wǎng)逆變器作為主電 路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本發(fā)明方法應(yīng)用于該逆變器的控制之中，見(jiàn)附圖2。
[0004] 新能源（如光伏陣列、燃料電池堆、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等）作為輸入直流電源接于并網(wǎng) 逆變器正負(fù)極之間。電解電容c d。作為輸入的濾波電容并接于并網(wǎng)逆變器直流母線兩端；逆 變器每相橋臂分別由2個(gè)開(kāi)關(guān)管Si-S2串聯(lián)接于直流母線兩端，每個(gè)開(kāi)關(guān)管兩端反并聯(lián)一個(gè) 二極管Di-D 2，由每相橋臂的中點(diǎn)引出A、B、C三個(gè)相線，分別經(jīng)由逆變器側(cè)濾波電感Q和濾 波電容C構(gòu)成的LC濾波器接入三相電網(wǎng)。
[0005] 根據(jù)如圖3的并網(wǎng)逆變器單相等效電路，得到如圖4所示的系統(tǒng)控制框圖，分析現(xiàn) 有如圖4所示的控制結(jié)構(gòu)，得到該主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的狀態(tài)方程的模型，如下所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，將PI控制的直流母線電壓控制環(huán)輸出信號(hào)作為并網(wǎng)逆變 器輸出電流的參考值； 2) 然后從并網(wǎng)逆變器的輸出端提取輸出電流實(shí)際值的跟蹤值和微分信號(hào)，作為并網(wǎng)逆 變器控制器的輸入信號(hào)，輸入并網(wǎng)逆變器控制器； 3) 經(jīng)計(jì)算后輸出得到并網(wǎng)逆變器的間接控制信號(hào)； 4) 將逆變器的輸出電流參考值和并網(wǎng)逆變器的間接控制信號(hào)相減，得到逆變器的實(shí)際 控制量，對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在 于：所述的步驟1)中的并網(wǎng)逆變器輸出電流的參考值Γ采用以下公式通過(guò)PI控制的直流 母線電壓控制環(huán)輸出信號(hào)得到：
其中，Kp為PI控制器的比例系數(shù)，&為PI控制器的積分系數(shù)，ud。為直流母線電壓實(shí) 際值，〃為直流母線電壓參考值，t為時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在 于：所述的步驟2)中的并網(wǎng)逆變器輸出電流實(shí)際值的微分信號(hào)z 2通過(guò)線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè) 器采用以下公式進(jìn)行提?。?br> 其中，i為并網(wǎng)逆變器輸出電流實(shí)際值，Zl為并網(wǎng)逆變器輸出電流實(shí)際值i的跟蹤值， z2為并網(wǎng)逆變器輸出電流實(shí)際值i的微分信號(hào)，e為Zl與i之差，β ρ β 2為第一、第二待 調(diào)參數(shù)，u為控制并網(wǎng)逆變器的實(shí)際控制量，h為采樣周期，k表示第k步運(yùn)算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在 于：所述的步驟3)中的并網(wǎng)逆變器的間接控制信號(hào) U(l采用以下公式進(jìn)行計(jì)算得到： u〇 一 (s (zj, z2) * sat (1 (ζ^, z2)) 其中，fKD為系統(tǒng)已知?jiǎng)討B(tài)，sat( ·)為飽和函數(shù)，上述輸出電流控制函數(shù)g(Zp z2)采用 以下公式計(jì)算： g (z1； z2) = 2 X 1031 ζ21 +1 2 X 106Zl+l. 2 X 108z2 Zl為并網(wǎng)逆變器輸出電流實(shí)際值i的跟蹤值，z2為并網(wǎng)逆變器輸出電流實(shí)際值i的微 分信號(hào)； 上述輸出電流區(qū)域函數(shù)λ (Zl，z2)采用以下公式計(jì)算：
其中，輸出電流均值函數(shù)1?、輸出電流上界函數(shù)h+和輸出電流下界函數(shù)h_分別采用以 下公式進(jìn)行計(jì)算：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在 于：所述的步驟4)中的并網(wǎng)逆變器的實(shí)際控制量u采用以下公式進(jìn)行提取： _ · * U = 1 -U〇 其中，1?為并網(wǎng)逆變器的間接控制信號(hào)，Γ為并網(wǎng)逆變器輸出電流的參考值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在 于：所述的系統(tǒng)已知?jiǎng)討B(tài)采用以下公式進(jìn)行計(jì)算： fKD = ug/LiRgC 其中ug為電網(wǎng)電壓，Q為并網(wǎng)逆變器側(cè)濾波電感及其等效電阻，C為濾波電容的電容 值，Rg為電網(wǎng)側(cè)等效電阻的阻值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于SSR-KDF的并網(wǎng)逆變器的魯棒控制方法，其特征在 于：所述的直流母線電壓參考值?4_.取500V。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104104251SQ201410198604
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】楊捷, 齊冬蓮, 張國(guó)月, 吳越, 辛煥海, 張建良 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 寧波成筑智能科技有限公司