专利名称：一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法
一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏发电系统的并网控制方法，主要是一种基于自抗扰控制技术 的并网控制方法。其属于新能源发电与控制系统及电力电子的交叉技术领域。
背景技术：
随着世界能源枯竭问题日趋严重，太阳能凭其可再生性和无污染性成为人类开发 利用绿色可再生能源的焦点，正由补充型能源走向替代型能源，故光伏并网发电系统是太 阳能利用的必然发展趋势。在并网光伏发电系统中，对电网的跟踪控制直接关系到输出电 能的质量和系统的运行效率，是系统的核心和技术关键，控制系统的性能在很大程度上决 定着并网的成败，一种合理的控制策略就显得十分必要。现在并网的技术多种多样，由于光 伏发电受环境变化、电网波动、负荷突变以及模型参数不确定性等问题的影响，采用常规的 控制方法很难取得满意的效果，加之每种方法都有其使用特点和适用场合，只是针对某些 特定负载或某一小领域，普适性较差，带来的问题各式各样，至今没有形成一种普遍认可的 方案。自抗扰控制技术是对一类不确定性系统的控制有较好的适应性和鲁棒性的先进 控制理论。它对内外扰有较强的抗扰能力，因其可操作性强且性能优良，已成为控制领域 中活跃的研究方向。自抗扰控制技术可以对系统模型中不确定因素和外部干扰进行动态 观测，使系统对扰动有很好的适应性。光伏发电系统中，由于外界环境变化容易导致太阳 能电池输出电压不稳定，可以将它们作为系统的未知干扰，利用扩张状态观测器(ESOdP Extended State Observer)进行补偿，从而达到输出稳定电压的目的。自抗扰控制技术已 应用于阻性光伏逆变器中，具有超调小、过渡过程可调的特点，在很大范围内可以适应对象 模型和周围环境的变化，且不影响控制器的控制品质，体现了很好的鲁棒性。
发明内容本发明目的是为了克服现有并网控制方法中存在的上述不足，提供一种基于自抗 扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法。该方法既能对系统模型中的不确定因素和外 部干扰进行动态观测，又不影响控制器的控制品质，具有良好的鲁棒性和适应能力。本设计的技术方案一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法，该方法包括第1、将光伏发电系统作为被控对象进行分析，确定被控对象的输入输出量及控制 量；第2、通过自抗扰控制技术中的跟踪微分器(TD)对被控对象的参考输入安排过渡 过程并提取它的微分信号；第3、通过自抗扰控制技术中的扩张状态观测器(ESO)对光伏发电系统模型中的 不确定因素和外部干扰进行动态观测与估计；第4、通过自抗扰控制技术中的非线性状态误差反馈律(NLSEF)来构成系统的控
4制量id ；第5、在控制过程中对各部分的参数进行调整，最终实现光伏发电系统的并网控 制。由上述分析，第1步所述的根据光伏并网发电系统这个控制对象，确定被控对象 的输入输出量及控制量。即
权利要求
一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法，其特征在于该方法包括第1、将光伏发电系统作为被控对象进行分析，建立其模型，确定被控对象的输入输出量及控制量；第2、通过自抗扰控制技术中的跟踪微分器(TD)对被控对象的参考输入安排过渡过程并提取它的微分信号；第3、通过自抗扰控制技术中的扩张状态观测器(ESO)对光伏发电系统模型中的不确定因素和外部干扰进行动态观测与估计；第4、通过自抗扰控制技术中的非线性状态误差反馈律(NLSEF)来构成系统的控制量id；第5、在控制过程中对各控制器的参数进行调整，最终实现光伏发电系统的并网控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第1步所述的确定被控对象的输入输出量 及控制量。即
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第2步所述跟踪微分器的控制算法为
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第3步所述的扩张状态观测器对光伏发电 系统模型中的不确定因素和外部干扰进行动态观测与估计；在这其中 uc, id为系统的可量测变量，作为输入； 扩张状态观测器的控制算法为
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于第4步所述的通过自抗扰控制器的非线性 状态误差反馈律来构成控制量，由跟踪微分器产生的跟踪信号V1和微分信号V2与扩张状态 观测器给出的状态估计信号Z1和Z2形成两个误差量，=V1-Z1 ^2=V2-Z2，构成系统的控制分量
全文摘要
一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法。光伏发电系统是一个非线性系统，受电网和环境的影响，系统存在较强的外部干扰和非线性不确定因素。针对系统的工作特点，本发明采用自抗扰控制技术来实现对系统的有效控制。系统利用自抗扰控制器(ADRC)的扩张状态观测器，来对系统模型中的不确定因素和外扰进行动态观测，使系统对扰动具有很好的适应能力，在很大范围内可以适应对象模型和周围环境的变化，且不影响控制器的控制品质，体现了很好的鲁棒性。
文档编号H02J3/38GK101969210SQ201010515149
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者刘思佳, 周雪松, 宋代春, 梁芳, 陈浩, 马幼捷 申请人:天津理工大学