一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法，其主要技术特点是：考虑光伏LCL型并网逆变器系统具有输入不确定性故障和执行器故障，建立故障数学模型，并设定固定控制分配律；根据故障数学模型，建立系统状态高阶滑模观测器及其状态估计误差，并采用高阶滑模观测器对系统故障信息实现准确的估计；根据故障数学模型、固定控制分配律、高阶滑模观测器及其状态估计误差，构建连续积分滑模容错控制器数学模型，用于直接处理执行器故障。本发明专利技术设计合理，能够较好地实现参数不确定故障和执行器故障下的稳定控制，显现出良好的跟踪性能和容错能力；为大型光伏LCL型并网逆变器控制系统设计提供了一种新思路，具有良好的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能电网
，尤其是一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法。
技术介绍
光伏LCL型并网逆变器是一类典型的开关型非线性系统。由于线性控制方法在该类系统中受到极大的限制，尤其在快速性、精确性方面更是不佳，因而，现代非线性控制方法在光伏并网逆变系统中的应用成为了当前逆变器控制的研究热点之一。目前逆变器控制应用方案主要有双闭环控制、无差拍控制、重复控制等，虽然都对逆变器的性能有所改进，但也存在不同程度的问题。故障容错控制可以依据检测故障信息来构成不同的闭环控制系统，并依此分为主动和被动两种容错控制，且两种容错控制方法的可行性取决于故障的可恢复性、补偿性。控制分配方法具有虚拟控制律与控制指令分配相互独立设计的优点，是目前解决执行器和(或)传感器冗余控制问题较为有效的方法。滑模控制具有很强的鲁棒性，可使系统具有良好的动态性能。胡庆雷设计了一种新型终端滑模故障容错姿态控制方案，以解决航天器冗余执行器存在故障与控制受限的姿态跟踪控制问题，该控制策略可以有效地抑制航天器遭受的外部干扰和执行器故障等。为了解决模块化多电平变流器由于故障引起的功率损耗问题，申科借用一种电容电压的冗余排序法提出一种容错控制策略，与普通载波层叠脉宽调制方法相比，该方法避免了其固有的功率不均衡问题。王发威从多操纵面飞机的快速平稳控制问题出发，构建了一种基于控制分配的积分滑模主动容错方法，同时提出了一种基于动态自适应加权伪逆法的积分滑模主动容错方法，实现了多操纵面飞行器损伤故障时的容错控制。研究表明控制分配性能和滑模控制策略的良好结合，可使系统得到更强的鲁棒性，有利于减小由于干扰及模型不确定性引起的系统误差。在光伏LCL型并网逆变系统的故障容错控制方面并没有太多的研究文献。在实际运行中，光伏LCL型并网逆变系统的工作状态通常存在着诸多的干扰，其中主要干扰因素包括系统参数的不确定性故障和外界干扰故障，因此对其故障干扰信息进行有效准确地估计尤为重要。针对存在执行器故障的非线性系统，2013年刘春生等在研究H2容错控制器中，采用神经网络估计了系统故障，结合滑模控制给出了具有指定稳定度的H2控制律，并在空间飞行器的控制系统中进行了仿真应用。在文献中，设计积分滑模容错控制器中，采用了一个二阶状态观测器对故障状态进行估计。目前，关于光伏LCL型并网逆变系统的故障信息估计问题的研究报道并不多见。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理并且具有良好稳态和动态性能的光伏LCL型并网逆变器的控制方法。本专利技术解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法，包括以下步骤：步骤1、考虑光伏LCL型并网逆变器系统具有输入不确定性故障和执行器故障，建立故障数学模型，并设定固定控制分配律；步骤2、根据故障数学模型，建立系统状态高阶滑模观测器及其状态估计误差，并采用高阶滑模观测器对系统故障信息实现准确的估计；步骤3、根据故障数学模型、固定控制分配律、高阶滑模观测器及其状态估计误差，构建连续积分滑模容错控制器数学模型，用于直接处理执行器故障。所述步骤1建立的故障数学模型为： x · ( t ) = ( A + A g ) x ( t ) + ( B + B g ) u ( t ) y ( t ) = C x ( t ) ]]>其中，Ag表示系统可能存在的输入不确定矩阵，Bg表示执行器故障矩阵，并(B+Bg)＝B(I-K(t))，对角加权矩阵K(t)＝diag{k1(t),k2(t),k3(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、考虑光伏LCL型并网逆变器系统具有输入不确定性故障和执行器故障，建立故障数学模型，并设定固定控制分配律；步骤2、根据故障数学模型，建立系统状态高阶滑模观测器及其状态估计误差，并采用高阶滑模观测器对系统故障信息实现准确的估计；步骤3、根据故障数学模型、固定控制分配律、高阶滑模观测器及其状态估计误差，构建连续积分滑模容错控制器数学模型，用于直接处理执行器故障。

【技术特征摘要】
1.一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、考虑光伏LCL型并网逆变器系统具有输入不确定性故障和执行器故障，建立故障数学模型，并设定固定控制分配律；步骤2、根据故障数学模型，建立系统状态高阶滑模观测器及其状态估计误差，并采用高阶滑模观测器对系统故障信息实现准确的估计；步骤3、根据故障数学模型、固定控制分配律、高阶滑模观测器及其状态估计误差，构建连续积分滑模容错控制器数学模型，用于直接处理执行器故障。2.根据权利要求1所述的一种光伏LCL型并网逆变器的控制方法，其特征在于：所述步骤1建立的故障数学模型为： x · ( t ) = ( A + A g...

【专利技术属性】
技术研发人员：游国栋，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12