【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子控制，具体涉及基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法。
技术介绍
1、进入21世纪以来，传统化石能源的广泛应用为国家的发展提供了动力，有效促进了科技的进步。然而全球能源消耗的迅速增长也带来了环境污染和温室效应，发展新能源是解决这一问题的有效方法。在此背景下，分布式电源孕育而生，但是由于分布式电源受到天气等因素的影响具有一定的间歇性，输出的功率不稳定。
2、以光储联合发电系统为例，在实际运行时受到光照、温度和负荷投切等影响，功率流动方向会随机变化，直流母线电压发生波动从而影响系统的稳定性。因此，如何更好的控制储能变流器(power conversion system,pcs)具有重要的意义。根据微电网的实际需要，不同情况下需要采用不同的控制框架，常用的控制策略有电压电流双闭环控制、vsg控制、恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制等。目前，并网变流器大多采用电压电流双闭环控制以更好的保证直流母线电压的稳定，降低冲击电流对储能电池的影响。
3、在pcs的控制算法中，传统的pi控制是线性算法，易于实现但难以达到理想的控制效果。因此国内外学者提出了许多非线性的控制，但都存在各自的缺陷，如滑模控制会引起抖振问题；模型预测控制计算量较大且参数众多，实际应用受限；能量成型控制对数学模型精度要求较高，在现实中难以获得；模糊控制规则中的模糊子集和隶属度函数选择缺少相应的理论根据和数学推导，需要凭经验设计等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于互
2、本专利技术所采用的技术方案是，基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，用于控制储能变流器pcs的双向dc/ac变流器电压外环，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1：建立pcs的数学模型；
4、步骤2：降阶级联扩张状态观测器设计；
5、步骤3：状态误差反馈律设计
6、步骤3.1：等效控制律设计；
7、步骤3.2：改进指数趋近律设计；
8、步骤3.3：切换鲁棒控制律设计。
9、本专利技术的特点还在于，
10、步骤1具体为，
11、储能变流器pcs包括双向dc/ac变流器和双向dc/dc变换器，其中，双向dc/ac变流器电路在三相静止adc轴坐标系下的数学模型为：
12、
13、式(1)中，l为滤波电感，r为电网侧线路等效电阻，ia、ib、ic为电网侧相电流，ea、eb、ec为电网侧相电压，ua、ub、uc为pcs交流侧各相的电压，udc为电容c两端的电压，即直流母线电压；sk为晶闸管工作状态的开关函数，定义为：
14、
15、双向dc/ac变流器电路通过坐标变换得到在两相旋转dq坐标系下的数学模型为：
16、
17、式(3)中，iout是前级双向dc/ac变流器输入到后级双向dc/dc变换器的电流，ω为电网电压的角频率；ed、id、sd分别为电网侧在d轴上的电压、电流、开关函数；eq、iq、sq分别为电网侧在q轴上的电压、电流、开关函数；vd、vq分别为双向dc/ac变流器逆变侧输出电压在d、q轴上的分量。
18、步骤2具体为：
19、对式(3)中udc求二阶导得：
20、üdc＝bid+f (4)
21、式(4)中，f为双向dc/ac变流器系统的总扰动，b为系统的输入增益，c为pcs直流侧稳压电容；
22、定义直流母线电压跟踪误差θ为：
23、θ＝uref-udc. (5)
24、式(5)中，uref为直流母线的参考电压；
25、由于无法给出输入增益b的精确值，因此定义fd为系统新的总扰动，b0为主路系统输入增益b的估计值，联立式(4)和式(5)得:
26、
27、式(6)中，fd＝ürer-f+(b0-b)id；
28、将fd扩张为新的状态变量，令x1＝θ、x3＝fd，进而系统的状态方程表示为：
29、
30、针对式(7)所示状态方程设计扩张状态观测器(extended state observer,eso)为：
31、
32、式(8)中，ω0为观测器带宽；分别为x1、x2、x3的估计值；
33、对扩张状态观测器eso进行降阶处理，并构建第二级降阶eso，设计降阶级联扩张状态观测器。
34、对扩张状态观测器eso进行降阶处理，并构建第二级降阶eso，设计降阶级联扩张状态观测器具体为，
35、由于状态变量x1直接通过电压传感器测量而无需观测，因此将式(8)改写为：
36、
37、式(9)中，中间变量z2、z3满足：
38、
39、通过式(9)对eso进行降阶处理，并构建第二级降阶eso估计剩余扰动，第二级降阶eso设计为：
40、
41、式(11)中，与均用以估计状态变量x2，用以观测状态变量x3的残留观测值；
42、最终x2的观测值v2、x3的观测值v3表示为：
43、
44、降阶级联扩张状态观测器设计完成。
45、步骤3.1具体为：
46、定义广义滑模面sg为：
47、
48、式(16)中，η是滑模面常数，满足η>0；0<m＝a/b<1，a、b均为正奇数；
49、设计与广义滑模面正交的互补滑模面sc为:
50、
51、由式(16)和式(17)求得：
52、
53、基于等效控制方法，设计等效控制律ueq为：
54、
55、步骤3.2具体为：
56、为使闭环系统状态变量在有限时间内到达滑模面，选用指数趋近律，所设计的改进指数趋近律为：
57、
58、式(21)中，ε、q为常数，满足ε>0、q>0，定义函数f1(s)＝sgn(s)，f2(s)＝f(s)sgn(s)。
59、步骤3.3具体为：
60、由式(21)，切换鲁棒控制律设计为：
61、
62、联立式(19)和式(22)得：
63、
64、式(23)中，u＝η[v2(2+mθm-1)+η(θ+θm)+sg]+εf(s)sgn(s)+qs。
65、本专利技术的有益效果是：
66、本专利技术基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，设计了一种基于降阶级联扩张状态观测器(cascade-reduced extended state observer,creso)和改进互补终端滑模控制(te本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，用于控制储能变流器PCS的双向DC/AC变流器电压外环，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1具体为，
3.根据权利要求2所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
4.根据权利要求3所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述对扩张状态观测器ESO进行降阶处理，并构建第二级降阶ESO，设计降阶级联扩张状态观测器具体为，
5.根据权利要求4所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3.1具体为：
6.根据权利要求5所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3.2具体为：
7.根据权利要求6所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3.3具体为：
【技术特征摘要】
1.基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，用于控制储能变流器pcs的双向dc/ac变流器电压外环，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1具体为，
3.根据权利要求2所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
4.根据权利要求3所述的基于互补终端滑模的储能变流器自抗扰控制方法，其特征在...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。