一种基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法和系统，考虑光伏并网逆变器中的输入时滞，建立光伏并网逆变器的数学模型；将模型耦合项、死区效应及不确定性扰动造成的干扰视为集总干扰，并映射到系统的输入端，对集总干扰进行反向补偿，建立光伏并网逆变器的状态空间方程；基于预测等价输入干扰方法，建立光伏并网逆变系统的电流控制器状态空间方程，包括基于所建立状态空间方程的内部模型预测器、全维状态观测器、状态反馈预测器、干扰预测器、滤波器；求得并设置电流控制器中全维状态观测器和状态反馈预测器的增益。电流控制器能够高效抑制光伏并网逆变系统中输入时滞、死区效应及模型耦合项对并网电能质量带来的负面影响。带来的负面影响。带来的负面影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法和系统


[0001]本专利技术实施例涉新能源并网系统电流控制
，尤其涉及一种基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法和系统。

技术介绍

[0002]为了对太阳能等新能源进行高效利用，分布式发电技术的研究越来越成熟，目前中国是全球光伏装机容量最高的国家。并网逆变器作为分布式发电系统的核心装置，它的性能直接决定着并网电能质量和系统稳定运行能力。设计并网逆变器电流控制方法以提高光伏并网逆变系统的输出电能质量，对于可再生能源高效利用和优质电能供应问题具有重大意义。
[0003]在实际电力系统中，为了防止逆变器的同相桥臂发生同时导通而造成的短路问题，不可避免的需要在开关器件的驱动信号中加入死区时间。然而，死区效应会给逆变器输出电压带来低频为主的谐波，进而严重降低并网电流质量，甚至影响到系统的稳定性。同时，数字控制中的传输延时、计算延时等输入时滞会减弱控制器性能。由于等价输入干扰方法可以把不确定性干扰对系统输出的影响等价到输入通道上，且不需要干扰的先验信息，故等价输入干扰方法能够较好的抑制死区效应。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述光伏并网逆变器包括全桥逆变电路、LCL滤波器和电流控制器，所述全桥逆变电路与光伏阵列并联，所述LCL滤波器的输入端连接所述全桥逆变电路，所述LCL滤波器的输出端并入电网；所述方法包括：步骤S1、基于光伏并网逆变器的输入时滞，建立光伏并网逆变器的第一状态空间方程，将所述第一状态空间方程中的耦合项、死区效应及不确定性扰动造成的干扰作为集总干扰，将所述集总干扰反馈至所述第一状态空间方程的输入端；步骤S2、基于预测等价输入干扰方法，建立所述电流控制器的第二状态空间方程，所述第二状态空间方程包括内部模型预测器、全维状态观测器、状态反馈预测器、干扰预测器和滤波器；所述内部模型预测器用于跟踪电流控制器的给定信号值，所述全维状态观测器用于观测第一状态空间方程的状态，所述状态反馈预测器用于叠加内部模型预测器的输出量和全维状态观测器的状态预测量并反馈至第一状态空间方程的输入端，所述干扰预测器用来预测步骤S1所述集总干扰，经过所述滤波器滤除高频噪声后，负反馈至第一状态空间方程的输入端，与状态反馈预测器输出量的叠加量作为第一状态空间方程的控制量；步骤S3、基于所述第一状态空间方程和所述第二状态空间方程，确定所述全维状态观测器和所述状态反馈预测器的增益值，以抑制所述光伏并网逆变器中的输入时滞、死区效应及耦合项对并网电能质量的影响。2.根据权利要求1所述的基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述光伏阵列与直流母线电容C
bus
并联；所述全桥逆变电路包括集成有续流二极管的多个绝缘栅双极型晶体管，所述续流二极管的正极连接所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述续流二极管的负极连接所述绝缘栅双极型晶体管的集电极；所述多个绝缘栅双极型晶体管包括第一绝缘栅双极型晶体管S1、第二绝缘栅双极型晶体管S2、第三绝缘栅双极型晶体管S3、第四绝缘栅双极型晶体管S4、第五绝缘栅双极型晶体管S5和第六绝缘栅双极型晶体管S6；所述第一绝缘栅双极型晶体管S1的发射极和第四绝缘栅双极型晶体管S4的集电极连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管S1的集电极、第四绝缘栅双极型晶体管S4的发射极分别连接直流母线电容两端；所述第二绝缘栅双极型晶体管S2的发射极和第五绝缘栅双极型晶体管S5的集电极连接，所述第二绝缘栅双极型晶体管S2的集电极、第五绝缘栅双极型晶体管S5的发射极分别连接直流母线电容两端；所述第三绝缘栅双极型晶体管S3的发射极和第六绝缘栅双极型晶体管S6的集电极连接，所述第三绝缘栅双极型晶体管S3的集电极、第六绝缘栅双极型晶体管S6的发射极分别连接直流母线电容两端；所述LCL滤波器包括三组滤波电路，所述三路滤波电路的一端分别连接至所述第一绝缘栅双极型晶体管S1和第四绝缘栅双极型晶体管S4之间、所述第二绝缘栅双极型晶体管S2和第五绝缘栅双极型晶体管S5之间、所述第三绝缘栅双极型晶体管S3和第六绝缘栅双极型晶体管S6之间；所述三路滤波电路的另一端分别连接至电网；所述滤波电路包括串联的第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2和第二电感L2，所述第一电阻R1和所述第二电阻R2间连接有滤波电容C的一端，三路滤波电路的滤波电容C的另一端连接；所述电流控制器输出量控制所述全桥逆变电路中六个绝缘双极型晶体管的驱动信号，进而控制所述全桥逆变电路的输出电流，输出电流经过LCL滤波器滤波后并网，并网电流作
为反馈量反馈至所述电流控制器中。3.根据权利要求2所述的基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：确定基于输入时滞的光伏并网逆变器在三相静止坐标系下的空间状态方程，并基于空间坐标矢量转换方法转换为旋转坐标系下的空间状态方程，以单独控制逆变器输入电流的有功分量和无功风量，并把旋转坐标系下的耦合项作为集总干扰的一部分。4.根据权利要求2所述的基于等价干扰的三相光伏并网逆变器控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述光伏并网逆变器的第一状态空间方程为：其中，t表示时间变量，h表示输入时滞；其中，t表示时间变量，h表示输入时滞；d
e
(t)＝B
‑1d
d
(t)+B
‑1B
dead
d
dead
(t)+B
‑1B
gds
d
gds
(t)d
e
(t)＝B
‑1d
d
(t)+B
‑1B
dead
d
dead
(t)+B
‑1B
gds
d
gds
(t)A表示状态矩阵，B表示输入矩阵，C＝[0 0 1]表示输出矩阵，L1、L2、C分别表示逆变器侧滤波电感、网侧滤波电感、滤波电容；x(t)和分别表示第一状态空间方程的状态变量及对应的一阶微分；u(t
‑
h)表示输入变量，i2(t)表示并网电流，d
e
(t)表示集总干扰，d
d
(t)表示耦合项，d
dead
(t)、d
gds
(t)分别表示死区效应和网压畸变造成的干扰，B
dead
、B
gds
表示干扰输入通道。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，范振，刘乾易，李勇，刘玲，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：