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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子,特别涉及一种单相逆变器参数扰动的抑制方法。
技术介绍
1、随着新能源技术的快速发展和大量应用,单相逆变器在新能源发电系统中发挥着重要的作用,如光伏逆变、车载逆变等。然而在单相逆变器系统的参数测量时会产生测量误差,在单相逆变器系统建模时会产生建模误差,此外单相逆变器系统在不同环境因素下其参数会产生不同的变化,这些误差及变化均会导致系统稳定性受到严峻挑战,因此迫切需要一种能够抑制单相逆变器参数扰动的控制方法。
2、目前,为了解决上述问题,已有多篇学术论文和专利进行研究并提出相应的解决方法,例如:
3、刘桂花等人在发表的申请号为201811582863.9,名称为“一种弱电网下光伏并网逆变器无源准pr控制方法”的专利申请中,将误差能量存储函数中的误差变量先送入准pr控制器处理后,再送入传统无源控制器,获得无源准pr控制策略。该方法可以通过使用准pr控制器滤除非指定频率的干扰,但无法消除因测量和系统一些参数引起的误差。
4、在题为“基于扰动观测器的逆变器电能质量提升控制策略”的文章中,作者孙凯等,设计了一种基于谐振跟踪控制器和改进的不确定和扰动估计器的两自由度控制策略,采用扰动观测器显著增强了逆变器抗扰能力,但该观测器对于对象参数的摄动及外部扰动没有任何抑制作用。
5、在题为“基于滑模观测器的电压源逆变器无模型预测控制”的文章中,作者郭磊磊等提出一种基于超局部模型和滑模观测器的无模型预测控制方法,采用滑模观测器观测αβ静止坐标系下的输出电流,不需要使用大量历史采样值
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,以解决在不同环境因素下单相逆变器系统的参数产生变化影响系统稳定性的技术问题。
2、本专利技术基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法包括:
3、步骤s1、根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律得到考虑扰动和测量误差的单相逆变器数学模型,将前述单相逆变器数学模型中所有含有误差的项整理并提出,得到修正后的单相逆变器数学模型及其中所含扰动值的表达式。
4、步骤s2、构建估计误差向量,通过扩张高增益状态观测器的误差方程化简得到所有扰动值的ehgso方程,并求得观测器输出的扰动值。
5、步骤s3、选取状态变量,将修正后的单相逆变器的数学模型整理成欧拉-拉格朗日数学模型。
6、步骤s4、定义误差状态变量,采用阻尼注入方式加快单向逆变器系统能量的耗散速度,定义注入的阻尼项,得到注入阻尼后的含误差状态变量欧拉-拉格朗日数学模型。
7、步骤s5、采集注入阻尼后的含误差状态变量欧拉-拉格朗日数学模型中的输入变量参数,为使单向逆变器系统的状态变量跟随给定参考值,令误差状态变量为零得出无源控制率,然后将所述无源控制率输入spwm调制器,spwm调制器输出脉冲信号控制单相逆变器开关管的开通与关断。
8、进一步,步骤s1中根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律得到考虑扰动和测量误差的单相逆变器数学模型如下:
9、
10、其中ua表示无源控制器输出的无源控制率,vdc表示直流侧电压值,lf=lf_m+δlf,il=il_m+δil,vo=vo_m+δvo,rf=rf_m+δrf,cf=cf_m+δcf,io=io_m+δio,
11、lf表示滤波电感的电感实际值,lf_m为滤波电感的测量值,δlf表示电感实际值和测量值的误差;
12、il表示电感电流实际值,il_m为电感电流的测量值,δil为电感电流实际值和测量值的误差;
13、vo表示输出电压实际值,vo_m为输出电压的测量值,δvo为输出电压实际值和测量值的误差;
14、rf表示滤波电感的电阻实际值,rf_m为滤波电感的电阻测量值,δrf为滤波电感的电阻实际值和测量值的误差;
15、cf表示滤波电容的电容实际值,cf_m为滤波电容的电容测量值,δcf为滤波电容的电容实际值和测量值的误差;
16、io表示输出电流的实际值,io_m为输出电流的测量值,δio为输出电流的实际值和测量值的误差。
17、进一步,步骤s1中所述修正后的单相逆变器的数学模型如下:
18、
19、其中扰动值的表达式:
20、
21、
22、其中为δvo的导数,为δil的导数。
23、进一步,步骤s2中所述的估计误差向量分别为:
24、
25、其中为il_m的观测值,为dl的观测值,为dl的导数,为的观测值;为vo_m的观测值,为dc的观测值,为dc的导数,为的观测值。
26、扩张高增益状态观测器的误差方程为:
27、
28、其中α11、α12和α13为保证a1为hurwitz矩阵的参数,α21、α22和α23为保证a2为hurwitz矩阵的参数,ε1、ε2为大于1的正比例增益。
29、进一步,步骤s2中所述的化简得到所有扰动值的ehgso方程分别为:
30、
31、
32、进一步,步骤s3中选取的状态变量为x=[x1 x2]t=[il_m vo_m]t;所述的整理后的欧拉-拉格朗日数学模型为
33、其中为状态变量x的导数,
34、进一步,步骤s4中定义的误差状态变量为其中为滤波电感电流值的参考值,vo_ref为输出电压值的参考值。
35、进一步,步骤s4中注入的阻尼项为raxe,其中正定阻尼矩阵ra=diag(r1,r2),r1,r2为定义的阻尼系数。
36、进一步,步骤s4中注入阻尼后的含误差状态变量欧拉-拉格朗日数学模型为:
37、其中为误差状态变量xe的导数,x*为状态变量x的参考值,为状态变量参考值x*的导数,raxe为阻尼项。
38、进一步,步骤s5中所述采集注入阻尼后的含误差状态变量欧拉-拉格朗日数学模型中的输入变量参数包括:对单相逆变器的滤波电感的电流进行采样得到滤波电感电流值il,对单相逆变器的输出电流进行采样得到输出电流值io,对单相逆变器的滤波电容的输出电压进行采样得到输出电压值vo;
39、步骤s5中所述单相逆变器的无源控制率为:
40、
41、其中为电感电流参考值的导数,为参考电压vo_ref的导数。
42、本专利技术的有益效果:
43、本专利技术基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,其采用无源控制器(passivity-based control,pbc)和扩张高增益状态观测器(extended high gain stateobserver,eh本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S1中根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律得到考虑扰动和测量误差的单相逆变器数学模型如下:
3.根据权利要求2所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S1中所述修正后的单相逆变器的数学模型如下:
4.根据权利要求3所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S2中所述的估计误差向量分别为:
5.根据权利要求4所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S2中所述的化简得到所有扰动值的EHGSO方程分别为:
6.根据权利要求5所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S3中选取的状态变量为x=[x1 x2]T=[iL_m vo_m]T;所述的整理后的欧拉-拉格朗日数学模型为
7.根据权利要求6所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S4中
8.根据权利要求7所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S4中注入的阻尼项为Raxe,其中正定阻尼矩阵Ra=diag(r1,r2),r1,r2为定义的阻尼系数。
9.根据权利要求8所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤S4中注入阻尼后的含误差状态变量欧拉-拉格朗日数学模型为:
10.根据权利要求9所述的基于EHGSO的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:
...【技术特征摘要】
1.一种基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤s1中根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律得到考虑扰动和测量误差的单相逆变器数学模型如下:
3.根据权利要求2所述的基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤s1中所述修正后的单相逆变器的数学模型如下:
4.根据权利要求3所述的基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤s2中所述的估计误差向量分别为:
5.根据权利要求4所述的基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,其特征在于:步骤s2中所述的化简得到所有扰动值的ehgso方程分别为:
6.根据权利要求5所述的基于ehgso的单相逆变器参数扰动抑制方法,...
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