一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法技术

本发明专利技术涉及光伏逆变器技术领域，尤其是指一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法，重复控制算法包括以下步骤：步骤A，设定内模；步骤B，将内模离散化；步骤C，内模每经过N个采样点对系统误差进行叠加输出；步骤D，通过内模原理可以得到重复控制算法中的误差满足下式：E＝R(1‑Z

【技术实现步骤摘要】
一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法
本专利技术涉及光伏逆变器
，尤其是指一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法。
技术介绍
随着全球经济不断发展以及人类社会需求不断扩大，能源的消耗量日益增加，传统能源如煤炭、石油、天然气等由于其本身的不可再生性，消耗后储量越来越少，最终将走向枯竭。全球能源始终往低碳化、智能化方向发展，对能源要求高效、清洁、多元化以减少对传统能源的依赖，对可再生能源发展主要集中在太阳能、风能及生物质能等方面。近年来，由于科技的革新与进步，使得太阳能光伏发电成本不断降低，太阳能光伏产业开始蓬勃发展。微型逆变器与光伏组件一般都是一对一的关系，微型逆变器将对应的光伏组件产生的直流电作为输入，通过升压拓扑以及逆变拓扑后直接变为与电网电压同频同相的交流电输送到电网上。该类逆变器的功率等级一般小于等于1kw，其启动电压低，一般20V就可以开始工作，因此该类逆变器工作时间长，发电量高。微型逆变器的使用寿命在25年，传统逆变器一般为10年，同时其体积小、重量轻，一般直接安装在光伏支架上。方便对最大功率点进行跟踪，提高系统的光电转换效率。由于其只对应一块光伏板，因此避免了集中式出现的直流高压，安全可靠性更高。相比之下，微型逆变器具有更大的发展优势，成为当前研究热点。目前常用于微型逆变器并网控制的技术有：双内环控制、改进电流内环算法、前馈控制等。但是这些控制方法存在以下不足：1、电流反馈环的控制不仅需要作针对性的优化，且无法完全消除弱电网的干扰影响，且需要考虑反馈控制器的稳定性问题，设计较为复杂，调试不方便。2、各种电流算法各有所长，但是单一控制算法无法处理复杂的谐波问题，往往需要串并联使用或者加以针对性改进。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的问题提供一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提高的一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法，准比例谐振的传递函数为其中：kp为比例系数；ki为积分系数；ωc为截止频率；ωo为谐振频率，ωo＝2πf，由于f＝50Hz，故ωo值为100π；重复控制算法包括以下步骤：步骤A，设定内模其中L为系统输入信号的周期，延迟环节e-Ls为连续信号；步骤B，将内模离散化，其传递函数为其中：N为输入信号周期内的采样个数，fs为系统ADC模块的采样频率，f为输入信号基频，即工频，求出N＝1140；步骤C，内模每经过N个采样点对系统误差进行叠加输出；步骤D，通过内模原理可以得到重复控制算法中的误差满足下式：E＝R(1-Z-N)+E(1-K)Z-N；步骤E，得出系统稳定收敛的条件是：||1-K(s)||∞<1；步骤F，对内模进行优化。其中，对内模处理后的信号进行相位补偿以及幅值补偿，其传递函数为：K(s)＝krzk·Gg(s)·S(s)；其中：kr代表重复控制算法的增益，取kr＝1；zk代表一个超前环节，取k＝5；Gg(s)·S(s)代表一个滤波器，Gg(s)取其值为1，S(s)为二阶低通滤波器，m、n、p、q为常数。其中，所述步骤F对内模进行优化时，采用QZ-N替换Z-N，其中Q为值小于1的实数。其中，所述步骤F对内模进行优化时，采用QZ-N替换Z-N，其中Q为满足式||Q(s)-K(s)||∞<1的低通滤波器。其中，在重复控制算法中，P(s)为被控对象的传递函数，系统误差信号传递函数以及系统传递函数：将上式用离散化形式并转化成频域形式：C(ejωT)＝Q(ejωT)-K(ejωT)P(ejωT)；当Q(ejωT)等于1时，此时系统误差为0；选取Q(s)为低通滤波器，表达式为Q(s)＝ωc/(s+ωc)，其中ωc取值跟S(s)一样为2000Hz，根据系统相关参数，并忽略系统的高次项最终求得：本专利技术的有益效果：本专利技术专利从准比例谐振和重复控制进行微型逆变器优化控制方法设计，光伏微型并网逆变器在工作时，由于反激输出通过全桥直接与电网连接到一起，经过全桥死区后，当全桥开始工作时，反激输出直接与电网相连，其电压受到电网电压的钳位，本专利技术对并网控制采用电流控制方案，电路设计和控制成本低，控制简单易调节维护，且能在电网背景谐波大于9％的弱电网环境下输出满足并网谐波标准的电流，电路系统的鲁棒性强。附图说明图1是本专利技术的PR与准PR伯德图。图2是本专利技术的重复控制和准比例谐振控制框图。图3是本专利技术的重复控制正弦周期内模的结构图。图4是本专利技术的重复控制离散内模的结构图。图5是本专利技术的重复控制算法框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。还需要说明的是，本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本实施所述的一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法，其中的准比例谐振算法：准比例谐振算法即准PR控制器，是在比例谐振算法的基础上衍生出来的。针对比例谐振算法带宽太小的缺点，通过扩大其带宽，使其在设定的谐振点临近的一段频域里对噪声信号保持高衰减的特性。提高系统的动态性能，减小输出电流中的谐波分量以及稳态误差。从图1中的PR与准PR伯德图中可以看出，准比例谐振在谐振频率点的一段邻域内，其幅值增益仍然保留较高水平，对系统中相应频率的谐波进行较快速度的衰减。相比PR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法，准比例谐振的传递函数为

【技术特征摘要】
1.一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法，准比例谐振的传递函数为
其中：kp为比例系数；ki为积分系数；ωc为截止频率；ωo为谐振频率，ωo＝2πf，由于f＝50Hz，故ωo值为100π；其特征在于，重复控制算法包括以下步骤：
步骤A，设定内模其中L为系统输入信号的周期，延迟环节e-Ls为连续信号；
步骤B，将内模离散化，其传递函数为其中：N为输入信号周期内的采样个数，fs为系统ADC模块的采样频率，f为输入信号基频，即工频，求出N＝1140；
步骤C，内模每经过N个采样点对系统误差进行叠加输出；
步骤D，通过内模原理可以得到重复控制算法中的误差满足下式：
E＝R(1-Z-N)+E(1-K)Z-N；
步骤E，得出系统稳定收敛的条件是：||1-K(s)||∞<1；
步骤F，对内模进行优化。


2.根据权利要求1所述的一种基于准比例谐振和重复控制光伏并网方法，其特征在于，对内模处理后的信号进行相位补偿以及幅值补偿，其传递函数为：
K(s)＝krzk·Gg(s)·S(s)；其中：kr代表重复控制算法的增益，取kr＝1；zk代表一个超前环节，取k＝5；Gg(s)·S(s)代表...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛家祥，张俊红，朱亮华，晋刚，袁伟，曾敏，万珍平，刘旺玉，
申请(专利权)人：东莞市钜大电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44