【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子变换器，具体涉及应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法。
技术介绍
1、进入二十一世纪以后，人们对能源的需求越来越大，然而传统的石油和煤等不可再生能源短缺问题却日益凸显，因此急需寻求新型可再生能源替代传统能源，在此背景下，使用太阳能等清洁型能源进行分布式发电变得越来越重要。由于季节、天气和温度等不可控因素影响，光伏阵列的输出功率具有较大的波动性，直接并入电网或给负载供电会降低电能质量，造成负荷发热从而降低设备使用寿命。
2、为了解决这一问题，需要通过储能技术对功率波动进行平抑。蓄电池具有较大能量密度，但功率密度较小，而超级电容刚好与之互补，将蓄电池与超级电容一起使用形成光伏混合储能系统能有效改善供电系统的可靠性和经济性。
3、常见的光伏混合储能系统如图1所示，其中储能变流器(power conversionsystem,pcs)是直流侧与交流侧功率流动的通道，用于稳定直流母线电压udc并补偿负荷的无功功率消耗，双向buck/boost变换器用于控制蓄电池和超级电容发出或吸收功率的大小。定义光伏电池发出功率为ppv，负荷所需功率为pload，蓄电池与超级电容功率之和为pbat，电网功率为pgrid。定义发出或消耗功率方向为正，吸收功率方向为负，光伏混合储能系统的工作方式主要有以下3种：
4、1)当光照强度较强时，负荷所需功率全部由光伏阵列提供，且光伏阵列产生剩余能量由储能电池吸收，即ppv＝pload-pbat；
5、2)当长期处于高光照强度时，蓄电池持续吸收能
6、3)当夜晚或秋冬季时，光伏阵列提供的功率不足以维持负荷所需功率，差额部分由蓄电池和超级电容供给，即pload＝ppv+pbat。
7、综上所述，如何控制储能变流器(pcs)以及双向dc/dc变换器，减小负荷随机投切和工况切换时储能系统的直流母线电压波动并提高交流侧功率响应速度具有重要的意义。传统的pi控制对性能的提升有限，因此许多学者提出了非线性控制算法，如模型预测、模糊控制、能量成型控制等，但这些非线性算法对数学模型要求较高，实际应用受限。自抗扰控制由于其不依赖数学模型的特点，具有广阔的应用前景，然而传统的自抗扰控制对系统的控制性能提升有限。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，提高了储能系统的输出电能质量并抑制了暂态过程时直流母线电压的波动。
2、本专利技术所采用的技术方案是，应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1、储能系统数学模型建立；
4、步骤1.1、建立pcs的数学模型；
5、步骤1.2、建立双向dc/dc变换器的数学模型；
6、步骤2、设计自抗扰控制方法；
7、步骤2.1、改进扩张状态观测器设计；
8、步骤2.2、基于反步互补滑模的状态误差反馈律设计；
9、步骤3、设计储能系统控制方法：
10、步骤3.1、pcs电压外环改进自抗扰设计；
11、步骤3.2、双向dc/dc变换器电流内环改进自抗扰设计。
12、本专利技术的特点还在于，
13、步骤1.1具体为，
14、将光伏混合储能系统分为前级部分和后级部分两部分，其中，前级部分包括pcs与配电网，具体包括滤波电路l和c、电路等效电阻r、交流侧电流ia、ib、ic、电网侧电压ea、eb、ec、pcs交流侧相电压ua、ub、uc、pcs开关管t1-t6、直流侧稳压电容cdc、直流母线电压udc、pcs直流侧输出电流之和iout，
15、定义sk为晶闸管工作状态的开关函数如下：
16、
17、根据基尔霍夫定律及park变换求得pcs在两相旋转d-p坐标系下的数学方程为：
18、
19、式(2)中，ω为电网电压的角频率，vd、id、sd分别为pcs交流侧在d轴上的电压、电流、开关函数；vq、iq、sq分别为pcs交流侧在q轴上的电压、电流、开关函数；ea、eb分别为电网侧电压在d轴和q轴上的分量。
20、步骤1.2具体为：
21、光伏混合储能系统后级部分包括蓄电池、超级电容、光伏阵列和dc/dc电路，其中蓄电池和超级电容dc/dc电路的滤波电感分别为lb和lc、蓄电池侧电流和电压为ib、ub、超级电容侧电流和电压分别为ic、uc、光伏阵列输出电流为ipv、双向dc/dc变换器开关管包括tb1、tb2、tc1、tc2、直流侧稳压电容cdc、pcs直流侧输出电流之和为iout，开关管tb1、tb2互补导通，开关管tc1、tc2互补导通，定义tb1的导通占空比为d1，定义tc1的导通占空比为d2，
22、系统的状态空间平均方程为：
23、
24、步骤2.1具体为：
25、对于一个控制对象，将控制对象抽象成如下二阶微分方程的形式：
26、
27、对于如式(4)所示二阶系统，y为系统的输出，u为系统的输入控制，b为控制量的增益，f为系统的内外总扰动，在实际的运算中无法准确给出b的值，因此，定义yref为输出目标值，定义e＝yref-y，式(4)变换为：
28、
29、式(5)中，fd为新的总扰动，满足定义状态变量x1＝e、x3＝fd，系统的状态方程为：
30、
31、定义z1-z3为x1-x3的观测值，ω为观测器带宽，针对式(6)所示状态方程设计eso为：
32、
33、式(7)对系统的状态变量和扰动存在不完全估计，需要加入总扰动微分的观测产生早期修正信号对eso进行改进，改进的eso为：
34、
35、对式(8)进行降阶处理得：
36、
37、式(9)中变量ψ2、ψ3、ψ4满足：
38、
39、步骤2.2具体为：
40、对误差e求导得：
41、
42、定义虚拟控制变量p为：
43、
44、式(12)中，a为常数，定义lyapunov函数v1为：
45、
46、对式(13)求导并联立式(11)和式(12)得：
47、
48、令k为常数，则有式(14)变为：
49、
50、当p收敛至0时，系统稳定，为使p能够快速收敛，设计互补滑模如下：
51、定义广义滑模面为：
52、
53、设计与sg正交的互补滑模面为：
54、
55、式(16)、式(17)中，η为常本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1.1具体为，
3.根据权利要求1所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1.2具体为：
4.根据权利要求3所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤2.1具体为：
5.根据权利要求4所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤2.2具体为：
6.根据权利要求5所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3.1具体为：
7.根据权利要求6所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3.2具体为：
【技术特征摘要】
1.应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1.1具体为，
3.根据权利要求1所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1.2具体为：
4.根据权利要求3所述的应用于光伏混合储能系统的自抗扰控制方...
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