【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分布式发电系统中并网转换器领域，具体为一种构网型变流器柔性控制方法。
技术介绍
1、随着人们对化石燃料引起的环境问题的认识不断提高，研究重点转向基于可再生能源的分布式发电系统，作为分布式发电系统主要部分的能量转换单元变得越来越重要。作为能量转换接口的并网转换器在向电网输送高质量电力方面起着至关重要的作用。为了衰减输出电流的开关纹波，通常在电压源并网转换器和电网之间放置一个滤波器。在不同的滤波器拓扑结构中，lcl滤波器通常被用作并网转换器和公用设施之间的接口，因为lcl滤波器在高次谐波衰减方面表现更好，实现更小的电感电压降并节省物理尺寸。
2、然而，阻碍lcl滤波器实施的一个主要问题是可能会破坏构网变流器的分布式发电系统稳定性的固有谐振。为了抑制可能的共振并提高分布式发电系统稳定性，过去几年学者研究了被动和主动阻尼方法，通过在滤波电容上串/并联电阻等无源元件，可以实现谐振的有效阻尼，但这种做法必然会增加功率损耗，削弱对高频谐波的衰减；另一种方法是实施可分为单回路和多回路方法的主动阻尼技术，但分析发现会影响分布式发电系统的瞬态响应性能、对参数变化的鲁棒性和抗扰能力。
3、另一个需要考虑的实际问题是将构网变流器接入公用事业时的电网电压质量。随着更严格的分布式发电系统国际标准和电网规范，要求构网变流器具有抑制电网电压干扰即电网电压骤降和谐波的能力。为了满足电网规范的要求，已经通过各种方法进行了研究，这些方法可以分为两种主要策略：基于观测器的控制策略和基于并联谐振控制器的策略。前者没有考虑分布式发
4、另一方面，构网变流器不仅能够覆盖接入电网模式，还能够覆盖离网模式，为本地负载供电。构网变流器在不同模式下的控制目标是不同的，因为在接入电网模式下需要调节变流器的输出功率，而在离网模式下，变流器需要调节输出电压以适应本地负载。同时构网变流器需要能够实现柔性调节，即在接入电网模式和离网模式的平滑切换。为了实现平滑切换，将接入电网模式和离网模式之间的控制回路进行组合来实现，并通过根据运行模式改变参考值来避免对补偿器中的初始值进行仔细设置的需要。然而，这些方案没有考虑到电网故障发生到检测之间的这段时间（称为清除时间）内的瞬态响应，还有一些方案提出的另一种组合方案通过为模式转换提供适当的时间，有助于减少清除时间内的瞬态响应。然而，这种方法只对清除时间内的电压骤升情况有效，没有考虑到从电网进口能源时发生的电压骤降情况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种构网型变流器柔性控制方法，其能够实现接入电网运行和离网运行，同时实现两种模式的柔性调节，在接入电网模式下，在dq坐标系中提出一种用于带lcl滤波器的离散时间线性主动抗扰控制（ladrc）策略，本专利技术的鲁棒的扩展状态观测器和电流控制器实现闭环的分布式发电系统的高稳定性，在离网模式下，电压外环采用电压和频率的环路控制，两个用于补偿离网模式下输出电压和频率的控制回路，电压外环控制和电流内环的控制策略可以实现模式之间的柔性调节和平滑切换。
2、本专利技术采用的技术方案如下：一种构网型变流器柔性控制方法，方法步骤如下：
3、步骤s1,针对变流器建立数学模型，建立的数学模型是在dq坐标系中建立基于离散时间的线性主动抗扰控制模型；
4、步骤s2,依据变流器建立的数学模型构建扩展状态观测器，通过扩展状态观测器估计总扰动并进行在线补偿；
5、步骤s3,构建扩展状态观测器后，依据变流器建立的数学模型设计电流内环控制器，扩展状态观测器和电流内环控制器组成电流内环；
6、步骤s4，基于步骤s2和步骤s3组成电流内环后，再构建电压频率外环控制器，电压频率外环控制器采用电压和频率控制的比例积分pi进行双外环控制；
7、步骤s5，基于采用的电压频率外环控制器设计电流内环参考实现柔性控制。
8、进一步的，步骤s1中对变流器进行建立数学模型，建立的数学模型是在dq坐标系中建立基于离散时间的线性主动抗扰控制模型，具体为：
9、带lcl滤波器的构网变流器应用基尔霍夫定律转化成dq坐标系的数学模型表示为：
10、 (1)；
11、 (2)；
12、 (3)；
13、式中，l2为第二个构网变流器侧电感，cf为构网变流器输出电容，l1为第一个构网变流器侧电感，为dq坐标系下第二个构网变流器侧电感输出电流，为dq坐标系下构网变流器输出电容电压，为dq坐标系下公共耦合点pcc电压，j为虚轴，为电网电压角频率，为dq坐标系下第一个构网变流器侧电感输出电流，为dq坐标系下构网变流器输出电压；
14、基于构网变流器参数变化，结合公式（1）、公式（2）、公式（3），得到dq坐标系下电感输出电流动态表达式为：
15、 (4)；
16、式中，为dq坐标系下第二个构网变流器侧电感输出电流的三阶时间导数，b0为系数，b0=1/l1l2cf，为谐振频率，，表示总扰动即表示外部变量的扰动和内部参数动态变化，为d坐标系下第二个构网变流器侧电感输出电流，为q坐标系下第二个构网变流器侧电感输出电流，为d坐标系下公共耦合点pcc电压，为q坐标系下公共耦合点pcc电压，、表示构网变流器参数变化。
17、进一步的，步骤s2中依据变流器建立的数学模型构建扩展状态观测器，通过扩展状态观测器估计总扰动并进行在线补偿；具体为：
18、将总扰动作为增强lcl滤波器的附加状态，附加状态表述为：,, ，；由dq坐标系下电感输出电流动态表达式（4）导出的相应状态空间模型表示为：
19、 (5)；
20、 (6)；
21、式中，为x的导数，x为状态变量，，为dq坐标系下第二个并网变流器侧电感输出电流的状态变量，为的状态变量，为的状态变量，为总扰动的状态变量，a为状态矩阵，a=，b为输出矩阵，b=，e为扰动矩阵，e=，h表示总扰动的时间导数，y为输出状态，c为输出矩阵，c=；
22、扩展状态观测器构造为：
23、 (7)；
24、式中，为z的导数，扩展状态观测器变量z是状态变量x的估计值，为扩展状态观测器的增益向量，，为第一个扩展状态观测器的增益参数，为第二个扩展状态观测器的增益参数，为第三个扩展状态观测器的增益参数，为第四个扩展状态观测器的增益参数。
25、进一步的，步骤s3中构建电流内环控制器；具体表达式为：
26、 (8)；
27、式中， 为k时刻的dq坐标系下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：步骤S2中依据变流器建立的数学模型构建扩展状态观测器，通过扩展状态观测器估计总扰动并进行在线补偿；具体为：
4.根据权利要求3所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：步骤S3中构建电流内环控制器；具体表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：步骤S4中电压频率外环控制器构建，表达式具体为：
6.根据权利要求5所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：步骤S5中参考有功功率给定输出d轴的电流参考值和参考无功功率给定输出d轴的电流参考值表达式为：
【技术特征摘要】
1.一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种构网型变流器柔性控制方法，其特征在于：步骤s2中依据变流器建立的数学模型构建扩展状态观测器，通过扩展状态观测器估计总扰动并进行在线补偿；具体为：
4.根据权利要求3所述的一种构网型变...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊俊杰，匡德兴，万子镜，吴在军，全相军，胡秦然，伍太萍，罗平东，李伟秋，吴朝晖，曹刚，杨本星，苏小青，徐守平，陈志磊，董玮，张晓琳，朱淼，侯川川，林鹏峰，何国庆，汪海蛟，孙文文，陈拓新，吕京航，
申请(专利权)人：国网江西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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