一种基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法技术

一种基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法，其采用干扰观测器结合预测控制器实现逆变器开关谐波与网侧电压波动条件下电网电流的抗干扰跟踪控制，提高并网逆变器的控制精度和鲁棒性。在所述的复合控制方法设计过程中，首先针对并网逆变器开关动作引起的谐波干扰，设计谐波干扰观测器对谐波干扰进行实时估计与前馈补偿；其次，基于干扰前馈补偿项，设计复合预测控制器，在电网电压存在波动的情况下实现电流的鲁棒跟踪控制；最后，通过合理选取复合控制器参数，同时保证系统抗干扰能力与闭环稳定性，最终使得并网逆变器输出稳定的三相电压和电流。所述的并网逆变器复合预测控制方法适用于三相并网系统的电压源逆变过程，能够提高电流跟踪控制的精确性和鲁棒性，改善电网用户的用电质量。电网用户的用电质量。电网用户的用电质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法


[0001]本专利技术涉及一种基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法，属于电力


技术介绍

[0002]随着全球电能的不断消耗、环境问题日益加剧，其中化石燃料作为人类消耗的主要能源，其使用过程中由于处理不当带来了不良的影响，在我国坚持贯彻可持续发展战略的前提下，人们的环保。意识逐渐增强，越来越多的绿色能源被人类开发和利用。传统的电网形式(发电、配电和用电)也在发生的变化。其中，在新能源发电方面，以风力发电、氢能源、太阳能等等为代表的可再生清洁能源在国内备受青睐，2017年我国的风能与太阳能发电同比2016年增长了34％、74％。水利发电、风力发电、核能发电、天然气、太阳能发电等绿色能源占总量的18％。中国社科院预测：中国可再生能源需求将持续增长，新能源占比到2020年将达到16％，预计将超过石油。
[0003]在新能源发电系统中，大多数都采用三相逆变器作为接口电路来实现能量转换与并网发电。在逆变器发电系统中，与传统火力发电不同的是，风能、太阳能等新能源电力具有空间尺度上的低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法，其特征在于，步骤如下：第一步，对电网逆变过程所涉及的锁相环、电流控制器、电压源逆变器、LCL滤波器组成部分运用基尔霍夫定律并结合同步坐标变换，得出dq轴电流所满足的微分方程；将开关谐波干扰的动态特性与dq轴电流微分方程结合，建立面向电流跟踪控制的状态空间模型；第二步，根据电流跟踪控制的状态空间模型和开关谐波干扰的动态特性，设计谐波干扰观测器，对逆变器开关动作所产生的谐波干扰进行实时估计与补偿；第三步，基于电网中存在的电压波动、电压突变和电压闪动的不确定因素，根据第一步的电流跟踪控制的状态空间模型，设计模型预测控制器，保证不确定因素下电网电流跟踪控制的鲁棒性；第四步，将第二步的谐波干扰观测器与第三步的模型预测控制器复合，得到含谐波干扰前馈补偿项的复合预测控制律，实现逆变器开关谐波与电网电压未知波动的同时补偿与抑制。2.根据权利要求1所述的基于谐波干扰观测器的电网电流复合预测控制方法，其特征在于：所述第一步中，dq轴电流微分方程为：在于：所述第一步中，dq轴电流微分方程为：其中w
d
和w
q
代表系统产生的谐波干扰w在dq轴的映射，L
T
＝L
g
+L
c
，L
g
、L
c
分别为LCL滤波器电网端的电感值和逆变器侧的电感值，R
T
＝r
g
+r
c
，r
g
、r
c
分别为LCL滤波器电网端的电阻值和逆变器侧的电阻值，u
cd
和u
cq
分别为dq轴输入电压，u
gd
和u
gq
分别为dq轴电网电压，i
gd
和i
gq
分别为dq轴电网电流；电流跟踪控制的状态空间模型为：y＝Cx其中：状态向量x＝[i
q
,i
d
]，输入向量u＝[U
cd
,U
cq
]，其中U
cd
＝u
cd
‑
u
gd
,U
cq
＝u
cq
‑
u
gq
,u
cd
和u
cq
分别为dq轴输入电压，u
gd
和u
gq
分别为dq轴电网电压，谐波干扰w0＝[w
d
,w
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文硕，杨钰琨，郭雷，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：