专利名称：单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法
技术领域：
本发明属于新能源发电系统控制技术应用领域，特别涉及单相并网逆变器的一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法。
背景技术：
随着新能源的发展，并网逆变器得到了广泛的研究。其中，并网逆变器的稳定性控制是当今的一个研究热点。其控制目标具有快速跟踪能力、对外界扰动的强鲁棒性、零稳态误差以及较低的总谐波失真。针对并网逆变器的控制问题，目前存在的控制方法可以分为两类线性控制和非线性控制。前者包括PI控制、PR控制、无差拍控制以及重复控制等；后者包括滞环控制、Bang-Bang控制以及滑模变结构控制等。在经申请人进行的资料检索，截止目前为止，现有技术中还没有利用谐振控制器构造多谐振滑模面的滑模变结构控制的思想，提出并网逆变器并网电流的滑模变结构控制方法。滑模变结构控制是一种非线性鲁棒控制方法，主要用于处理由于外部干扰，以及系统内部参数摄动等导致的系统建模不精确的问题。优点正是在于即使模型不精确，其也能良好的维持系统的稳定性和鲁棒性，这非常适合于光伏并网这种强非线性系统。但是滑模变结构控制也存在自身的缺点，主要为I.实际的滑模控制系统由于切换开关非理想等因素的影响，使滑动模态产生高频抖振，这就是滑模变结构控制系统中所特有的“抖振”现象。2.在实际系统中，系统建|旲不可能完全精确，系统|旲型中会存在很多缺陷，例如电力元件参数不准确、未知的外界扰动等。虽然滑模变结构控制能良好的维持系统的稳定性和鲁棒性，但是却不能有效地保证系统的控制精度。积分滑模控制可以有效地减小直流稳态误差，但是对交流稳态误差以及总谐波失真的抑制能力非常有限，有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种强鲁棒性、零稳态误差以及低谐波失真的单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的新型滑模变结构控制方法。为达到以上目的，本发明采用以下技术方案一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法首先根据检测到的单相并网逆变器系统的逆变侧滤波电感的电流I1，滤波电容的电压V。，网侧滤波电感的电流i2，以及并网逆变器系统的目标输出电流 Λ滤波电容的目标电压 <及并网目标电流i/构建线性滑模面，然后在线性滑模面中加入谐振项，从而得到多谐振滑模面，利用此多谐振滑模面设计滑模变结构控制器，并在原有的非线性控制器中引入线性状态反馈控制器，得到最终的控制量调制波d (S)，最后以该调制波与载波进行比较，生成驱动信号用以驱动开关管的动作。
在线性滑模面中加入谐振项后，频域上的多谐振滑模面为
权利要求
1.一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，其特征在于首先根据检测到的单相并网逆变器系统的逆变侧滤波电感的电流I1，滤波电容的电压V。，网侧滤波电感的电流i2，以及并网逆变器系统的目标输出电流I1'滤波电容的目标电压 <及并网目标电流i/构建线性滑模面，然后在线性滑模面中加入谐振项，从而得到多谐振滑模面，利用此多谐振滑模面设计滑模变结构控制器，并在原有的非线性控制器中引入线性状态反馈控制器，得到最終的控制量调制波d(S)，最后以该调制波与载波进行比较，生成驱动信号用以驱动开关管的动作。
2.如权利要求I所述的ー种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，其特征在于在线性滑模面中加入谐振项后，频域上的多谐振滑模面为
3.如权利要求2所述的ー种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，其特征在于所述状态变量Xp X2> X3为X2=Vc-Vc*, x3=i2-i2*,
4.如权利要求3所述的ー种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，其特征在于所述线性滑模面上引入谐振项后，滑模变结构控制器的频域表达式为d(s)=-eSgn[o (s)], e>0,其中，e为非线性控制器參数。
5.如权利要求4所述的ー种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，其特征在于在所述滑模变结构控制器中引入线性状态反馈控制器后，滑模变结构控制器的频域表达式为 d(s)=-ko (s)- e sgn[ a (s)], k > 0, e >0，其中，k为线性状态反馈控制器參数。
6.一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，其特征在于包括以下步骤 (1)检测市电电网的电压信号\，通过单相锁相环PLL技术求出电网电压矢量旋转角度Q以及角速度《 ； (2)利用步骤I中的旋转角度0和角速度《与參考并网电流I2—起计算出LCL滤波器的并网逆变器系统的输出电流给定I1'滤波电容电压给定vc*以及并网电流给定i2%式(I)中，C是逆变器输出滤波电容容值，L1是逆变器输出侧滤波电感感值，L2是并网测滤波电感感值，Vg是电网电压，是电网电压的微分，
全文摘要
本发明公开了一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，首先根据检测到的单相并网逆变器系统的逆变侧滤波电感的电流i1，滤波电容的电压vc，网侧滤波电感的电流i2，以及并网逆变器系统的目标输出电流i1*、滤波电容的目标电压vC*及并网目标电流i2*构建线性滑模面，然后在线性滑模面中加入谐振项，从而得到多谐振滑模面，利用此多谐振滑模面设计滑模变结构控制器，并在原有的非线性控制器中引入线性状态反馈控制器，得到最终的控制量调制波d(s)，最后以该调制波与载波进行比较，生成驱动信号用以驱动开关管的动作。本发明控制方法不但提高并网逆变器系统的鲁棒性和动态响应能力，还提高并网电流的跟踪精度并消除其谐波含量，简单、易于实现。
文档编号H02J3/40GK102868183SQ201210355379
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者杨旭, 郝翔, 黄浪, 刘韬, 常新丽 申请人:西安交通大学