34] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部 附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点 在于示出本发明的主旨。
[0035] 图1示出了现有技术的三相光伏并网拓扑结构图；
[0036] 图2示出了抗饱和PID控制的结构图；
[0037] 图3示出了本发明实施例提供的一种优化方法的实施例的方法流程图；
[0038] 图4示出了本发明实施例提供的一种参数更新模块的实施例的模块框图；
[0039] 图5示出了本发明实施例提供的一种控制装置的实施例的模块框图。
【具体实施方式】
[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041] 光伏发电作为分布式发电的一种重要形式，在新能源技术领域中正在逐步走向成 熟。而逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分，逆变器采用的控制策略优良与否直接影 响到系统的性能指标好坏。多数光伏并网逆变器采用电压型PWM变流器拓扑结构，此结构 有良好的控制性能。在光伏并网发电系统中，因光伏阵列最大功率点受环境的影响具有时 变性，并且外界环境的干扰等因素的存在，要求并网逆变器必须具有良好的系统动静特性。
[0042] 并网逆变器的数学模型呈非线性特性，如何来对其进行有效的控制是我们共同关 注的问题，在实际控制中，由于比例 -积分-微分（proportion-integration-differentiat ion，PID)控制其所涉及的算法和控制结构简单而被应用，但将其用于光伏并网逆变系统的 控制时，还存在一些问题，在控制过程中会出现积分饱和现象，为了解决积分饱和现象就可 以采用抗饱和控制算法，而在进行抗饱和控制时，为了取得较好的的性能，其关键是kp、ki 和kd这3个参数的选取及其合理性，因此，优化抗饱和PID控制器参数具有重要意义。目 前，其参数主要靠人工调整和试凑，这种方法不仅费时，而且不能保证获得最佳的性能。
[0043] 如图1所示为现有的三相光伏并网拓扑结构，如果忽略三相交流电网的内阻，设 输出电抗器L的电阻与逆变系统内阻等效为R，直流侧母线电压为u d。，D为防回流二极管， ipv为光伏阵列所提供的直流电流，ic为流入直流侧电容的电流，idc为流入逆变器的电流， T1-T6 为概极双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)开关管，Sa，Sb， Sc为上桥臂开关驱动信号，S' a，S' b，S'。为下桥臂开关驱动信号，u a、ub、u。为逆变侧三相交 流相电压，ia、ib、i。为逆变输出三相线电流，11&1^、1^为电网侧三相交流相电压。
[0044] 在三相平衡电网电压情况下，光伏并网逆变器在三相abc坐标系中的数学模型 为：
[0046] 式（1)中，Sa、Sb、S。为逆变器的开关函数。S ,定义为单极性二值逻辑开关函数， S_j(j = u, V，w) = 1时，上桥臂导通，下桥臂关断，S_j= 0时，上桥臂关断，下桥臂导通。
[0047] 由于在三相abc坐标系的数学模型中存在时变的三相正弦交流电压。为了便于控 制器的设计，通过变换矩阵：
[0049] 将其变换到两相同步旋转dq坐标系中，可得
[0051] 式（3)中，Sd、Sq为开关函数在dq轴上的分量。
[0052] 在光伏并网逆变的控制系统中，可将指令电流有效值<作为控制目标，定义误差 e(t) =/〖-4 (，设计PID控制器在线计算电压：
[0054] 式⑷中士为比例系数，K :为积分时间常数，K D为微分时间常数。
[0055] 从而A相电流ia(t)的基波分量ial (t)，I1⑴为ial⑴的有效值，A相指令电流 i:，/；为ζ的有效值。
[0056] 如图2是一抗饱和PID控制系统结构图，他是在传统PID控制原理的基础上，对控 制输入饱和误差（图2中的in-is)进行积分，并通过自适应系数调整将其加载到PID控制 中的积分项中，其自适应变化律为
[0058] 式（5)中，?' =: Omin + d7 25 a >〇，imin和imax为控制输入信号的最大值最小值。
[0059] 抗饱和PID控制方法：
[0060] u(t) =kpe(t)+kii/ Φ dt+k dde (t)/dt (6)
[0061] 因此，由式（6)可以看出，抗饱和PID控制器的优化问题就是确定一组合适的参数 kp、ki和kd，使得指标达到最优，常用的误差性能指标有ISE、IAE、ITAE、ISTE等，本发明实 施例中，采用ITAE指标，即积分时间和绝对误差指标，其表达式为：
[0063] 为了使系统的控制达到最佳，如图3所示，本发明实施例提供了一种优化方法来 更新PID控制器的参数，所述优化方法应用于光伏并网逆变系统，所述光伏并网逆变系统 的结构如图1所示，另外，所述系统包括逆变器、控制器和参数更新模块，所述控制器内预 设有初始的参数值，所述控制器用于根据所述初始的参数值控制所述逆变器，以使所述逆 变器输出的电流值满足预设指标，例如，所述预设指标可以是所述逆变器的输出电流满足 符合要求的正弦交流电。
[0064] 如图3所示，所述方法包括：
[0065] S31 :控制器设定一个初始的参数值；
[0066] 本发明实施例中，所述初始的参数值的设定的方式可以是：设定一个符合行业标 注的初始的参数值，或者根据行业内的经验值设定一个初始的参数值。
[0067] 所述初始的参数值的设定还可以采用Ziegler-Nichols方法整定获得。
[0068] 传统的PID经验调节大体分为以下几步：
[0069] 1.关闭控制器的I和D元件，加大P元件，使产生振荡。
[0070] 2.减小P，使PID系统找到临界振荡点。
[0071] 3.加大I，使系统达到设定值。
[0072] 4.重新上电，观察超调、振荡和稳定时间是否符合系统要求。
[0073] 5.针对超调和振荡的情况适当增加微分项。
[0074] 以上五个步骤中，寻找合适的I和D参数，比较困难，而Ziegler-Nichols方法是 一种对PID回路的"整定"，即是指控制器对实际值与设定值之间的误差产生的反作用的积 极程度。如果正巧控制过程是相对缓慢的话，那么PID算法可以设置成只要有一个随机的 干扰改变了过程变量或者一个操作改变了设定值时，就能采取快速和显著的动作。
[0075] 相反地，如果控制过程对执行器是特别地灵敏而控制器是用来操作过程变量的 话，那么PID算法必须在比较长的一段时间内应用更为保守的校正力。回路整定的本质就 是确定对控制器作用产生的过程反作用的积极程度和PID算法对消除误差可以提供多大 的帮助。
[0076] Ziegler-Nichols方法分为以下两步：
[0077] 1.构建闭环控制回路，确定稳定极限。
[0078] 2.根据公式计算控制器参数。
[0079] 稳定极限是由P元件决定的。当出现稳态振荡时就达到了这个极限。产生了临界 系数Kpcrit和临界振荡周期Tcrit。
[0080] 确定临界系数Kpcrit和临界振荡周期Tcrit后，根据下表的公式，计算其他参数。
[0081]
[0082] S32 :参数更新模块建立参数值的种群；
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