【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于并网逆变器控制，具体涉及一种lcl型并网逆变器的自抗扰控制方法及装置。
技术介绍
1、逆变器是新能源发电的重要组成部分，新能源发电装置与电力系统间能量转换的一个接口。在模型精确、被控对象所有信息已知的情况下，传统的诸多控制方法均可以实现很好的控制效果。然而在并网逆变器的实际运行中往往存在着许多扰动，这些扰动会恶化系统的控制效果。根据扰动的来源可以将扰动分为内部扰动和外部扰动。这些扰动并未在逆变器的数学模型中体现，所以它们的存在必然会导致所建立的模型具有一定的不确定性。当实际对象与设计控制算法时所依据的模型有出入时，控制效果将不会达到理想效果，严重时甚至会威胁到逆变器系统的稳定性。
2、lcl型滤波器由于具有体积小、成本低和高频衰减性好的优势，广泛应用在中、大功率并网逆变器中。lcl型并网逆变器系统谐振频率处产生的谐振尖峰会造成控制系统的不稳定，严重影响并网电流的质量以及系统的稳定性，需要引入阻尼来实现对谐振的抑制。较为常用的无源阻尼方法有滤波电容串联电阻，虽然损耗相对较小，但会削弱lcl滤波器的高频衰减能力；有源阻尼策略通过反馈合适的状态变量，从控制的角度来模拟出一个虚拟电阻，来获得和加入实际电阻产生等效的阻尼效果，且不影响损耗，但会增加硬件成本。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种lcl型并网逆变器的自抗扰控制方法及装置，可以在不依赖控制系统精确模型的情况下，有效抑制lcl型并网逆变器的固有谐振，并且具有足够的抗扰能力来应对控制
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、第一方面，提供一种lcl型并网逆变器的自抗扰控制方法，包括：采集lcl型并网逆变器交流侧电压及电流；根据lcl型并网逆变器交流侧电压获得并网逆变器交流侧初始相位角；根据lcl型并网逆变器交流侧初始相位角，将lcl型并网逆变器交流侧电流转换成dq坐标系下的d轴电流分量igd和q轴电流分量igq；根据输入线性自抗扰控制器的dq坐标系下的d轴电流分量igd、q轴电流分量igq、交流电流参考值i*gd和i*gq进行线性自抗扰控制计算，得到输出电压参考值；根据lcl型并网逆变器交流侧初始相位角和输出电压参考值，获得调制电压信号；对调制电压信号进行调制，转化为驱动信号后输入至lcl型并网逆变器控制端，实现对lcl型并网逆变器的自抗扰控制。
4、进一步地，所述线性自抗扰控制器，包括：线性扩张状态观测器，用于实时跟踪输入信号，并观测出总扰动；线性误差反馈控制器，用于采用比例微分控制器来控制总扰动，得到总扰动补偿值；扰动补偿单元，用于将输出的总扰动补偿值实时补偿到lcl型并网逆变器中，将被控对象重构为积分串联型。
5、进一步地，基于ladrc设计理论，可得lcl型并网逆变器的状态方程为：
6、
7、
8、其中，b0是控制输入增益；ud、uq分别是线性自抗扰控制器输出的d轴电压信号、q轴电压信号；fd(t)、fq(t)分别是总扰动的d轴分量、q轴分量；l1是逆变器侧滤波电感，l2是电网侧滤波电感，c是滤波电容，t是时间。
9、进一步地，将总扰动的d轴分量fd(t)作为新的状态变量进行观测，则系统的状态方程为：
10、
11、
12、其中，xd(t)是状态变量矩阵，xd1(t)、xd2(t)、xd3(t)、xd4(t)是状态变量，是igd(t)一阶微分，是igd(t)二阶微分，h(t)是fd(t)的微分，y(t)是逆变器控制输出，a、b、e、c是状态方程系数矩阵。
13、进一步地，四阶的所述线性扩张状态观测器为：
14、
15、其中，zd(t)＝[zd1(t) zd2(t) zd3(t) zd4(t)]t是线性扩张状态观测器的状态变量，用来表示对状态变量xd(t)的估计，也就是对并网电流igd(t)，igd(t)的微分、igd(t)的二次微分以及总扰动fd的估计；是y(t)的估计，是线性扩张状态观测器的状态变量的微分，l是线性扩张状态观测器增益系数矩阵。
16、进一步地，将系统的极点全部配置在w0处，通过零极点配置将(alc)矩阵的特征方程配成以下形式：
17、s4+β1s3+β2s2+β3s+β4＝(s+w0)4 (7)
18、可得线性扩张状态观测器增益系数矩阵即β1＝4w0，β2＝6w02，β3＝4w03，β4＝w04，其中，w0是线性扩张状态观测器带宽，s是拉普拉斯变化中复数变量。
19、进一步地，构建线性误差反馈控制器，包括：
20、
21、其中：u0(t)是线性扩张状态观测器的输出，i*gd为并网电流的给定值，kp、kd1和kd2为线性误差反馈控制系数；zd1(t)、zd2(t)、zd3(t)为线性状态观测器对并网电流igd(t)，igd(t)的微分、igd(t)的二次微分的估计；对线性误差反馈控制器进行控制输出进行扰动补偿来消除总扰动，得到线性误差反馈控制器输出电压信号d轴分量ud(t)：
22、
23、其中，zd4(t)是线性状态观测器对总扰动的观测值；采用极点配置法对线性误差反馈控制器进行归一化处理：
24、
25、其中，wc是控制器带宽；实现对总扰动的实时跟踪。
26、进一步地，将基于线性自抗扰控制的lcl型并网逆变器系统等效为积分串联型系统，获得lcl型并网逆变器的三阶ladrc的状态空间表达式为：
27、
28、进一步地，dq坐标系下的q轴电流控制过程与d轴电流控制过程相同。
29、第二方面，提供一种lcl型并网逆变器的自抗扰控制装置，包括：采集模块，用于采集lcl型并网逆变器交流侧电压及电流；锁相环模块，用于根据lcl型并网逆变器交流侧电压获得并网逆变器交流侧初始相位角；坐标变换模块，用于根据lcl型并网逆变器交流侧初始相位角，将lcl型并网逆变器交流侧电流转换成dq坐标系下的d轴电流分量igd和q轴电流分量igq；线性自抗扰控制器，用于根据输入线性自抗扰控制器的dq坐标系下的d轴电流分量igd、q轴电流分量igq、交流电流参考值i*gd和i*gq进行线性自抗扰控制计算，得到输出电压参考值；反坐标变换模块，用于根据lcl型并网逆变器交流侧初始相位角和输出电压参考值，获得调制电压信号；pwm调制模块，用于对调制电压信号进行调制，转化为驱动信号后输入至lcl型并网逆变器控制端，实现对lcl型并网逆变器的自抗扰控制。
30、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过将dq坐标系下的d轴电流分量igd、q轴电流分量igq、交流电流参考值i*gd和i*gq输入线性自抗扰控制器，计算得到输出电压参考值；根据lcl型并网逆变器交流侧初始相位角和输出电压参考值，获得调制电压信号；对调制电压信号进行调制，转化为驱动信号后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种LCL型并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的LCL型并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，所述线性自抗扰控制器，包括：
3.根据权利要求2所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，基于LADRC设计理论，可得LCL型并网逆变器的状态方程为：
4.根据权利要求3所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，将总扰动的d轴分量fd(t)作为新的状态变量进行观测，则系统的状态方程为：
5.根据权利要求4所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，四阶的所述线性扩张状态观测器为：
6.根据权利要求5所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，将系统的极点全部配置在-w0处，通过零极点配置将(A-LC)矩阵的特征方程配成以下形式：
7.根据权利要求6所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，构建线性误差反馈控制器，包括：
8.根据权利要求7所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，将基于线性自抗扰控制的LCL型并网逆变器系统等效为积分串联型系统，
9.根据权利要求3～8任一项所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，dq坐标系下的q轴电流控制过程与d轴电流控制过程相同。
10.一种LCL型并网逆变器的自抗扰控制装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种lcl型并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的lcl型并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，所述线性自抗扰控制器，包括：
3.根据权利要求2所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，基于ladrc设计理论，可得lcl型并网逆变器的状态方程为：
4.根据权利要求3所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，将总扰动的d轴分量fd(t)作为新的状态变量进行观测，则系统的状态方程为：
5.根据权利要求4所述的并网逆变器的自抗扰控制方法，其特征在于，四阶的所述线性扩张状态观测器为：
6.根据权利要求5所述的并网逆变器的自抗扰控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：史明明，刘建，方鑫，李娟，肖小龙，吴凡，郭宁，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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