基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法与流程

技术特征：

1.一种基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法，其特征在于，

在控制结构的基础上对模拟器进行控制，所述控制结构包括光伏阵列输出V-I特性曲线模块、模糊控制器、PI控制器、Park变换模块、Clark变换模块和SVPWM控制器；

控制过程包括步骤：

采集模拟器直流输出电压V_dc和直流输出电流I_dc，并将直流输出电压V_dc作为光伏V-I特性曲线模块的输入量，所述光伏V-I特性曲线模块的输出为直流参考电流I_{dc_ref}，当模拟器开路时，所述光伏V-I特性曲线模块的输出为开路电压V_oc；

采集模拟器电压输出信号V_dc作为光伏阵列输出V-I特性曲线模块的输入信号，光伏阵列输出V-I特性曲线模块的输出信号I_{dc_ref}作为模拟器电流输出信号I_dc的参考信号；

获取直流电流误差信号Δi_dc作为模糊控制器的输入，所述电流误差信号Δi_dc为模拟器输出电流信号I_dc与其参考信号I_{dc_ref}的差值；

如果光伏阵列输出V-I特性曲线模块输出信号I_{dc_ref}为0，表示此时模拟器开路运行，则取光伏阵列组件开路电压V_oc作为模拟器输出电压V_dc的参考电压，并将两者的误差作为PI控制器的输入；所述光伏阵列组件开路电压V_oc为光伏阵列输出V-I特性曲线模块设置的最大输出电压；

通过判断模拟器是否空载选取模糊控制器或者P控制器的输出作为i_d的参考信号i_{d_ref}，所述i_d为三相输入电流i_abc经过Park变换模块的dq同步旋转坐标变换后的d轴电流；

获取d轴与q轴的误差信号分别作为各自PI控制器的输入，所述d轴误差信号是i_d与参考信号i_{d_ref}的差值，q轴误差信号是0与三相输入电流i_abc经Park变换模块的dq同步坐标坐标变换后q轴电流i_q的差值；

d轴和q轴误差信号通过PI控制器输出的参考信号分别引入电压前馈补偿ed、e_q以及电流状态反馈补偿i_q*ωL、i_d*ωL得到参考信号u_d、u_q，将参考信号u_d和u_q作为Clark变换模块的输入，所述的e_d、e_q为三相输入电压u_abc经Park变换模块的dq同步坐标坐标变换后的输出值，ω是三相输入电压的角频率，L是输入电感大小值，Clark变换模块为由dq同步旋转坐标系转换到αβ垂直静止坐标系的转换结构；

Clark变换模块的输出经过SVPWM控制器最终得到三相PWM整流电路开关管的控制信号。

2.根据权利要求1所述基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法，其特征在于，模糊控制器和PI控制器串联或并联，串联情况下前级为模糊控制器，后级为PI控制器。

3.根据权利要求2所述基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法，其特征在于，所述模糊控制器采用误差、误差变化率的双输入信号，输入输出均经过量化因子量化，输入输出变量论域均被规范化为{-6,-4,-2,0,2,4,6}；隶属度函数采用幅值为1的等腰三角形，模糊子集定义为﹛负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)﹜，模糊推理采用madani算法，解模糊采用重心法解模糊。

4.根据权利要求3所述基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法，其特征在于，Park变换和Clark变换涉及到的变换公式如下：

Park变换：

Clark变换：

。

5.根据权利要求4所述基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法，其特征在于，所述光伏V-I特性曲线模块输入信号为模拟器直流输出电压V_dc，输出为开路电压V_oc和直流参考电流I_{dc_ref}，光伏V-I特性曲线采用工程用数学模型生成：

其中包括光伏电池的短路电流I_sc、开路电压V_oc、最大功率点电流I_m以及最大功率点电压V_m，其中C₁和C₂分别为：

6.根据权利要求5所述基于模糊PI控制的大功率光伏阵列模拟器控制方法，其特征在于，所述量化因子可采用如下公式确定：

其中K_e、K_ec、K_o分别为误差、误差变化率以及输出量的量化因子，n为误差、误差变化率以及输出控制量量化后分成的档数，与所选语言值个数相同；e_max、ec_max、O_max为误差、误差变化率以及输出控制量的最大值。