一种基于ssr-kdf的并网逆变器的鲁棒控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法。将PI控制的直流母线电压控制环输出信号作为并网逆变器输出电流的参考值；从并网逆变器的输出端提取输出电流实际值的跟踪值和微分信号，作为并网逆变器控制器的输入信号，输入并网逆变器控制器；经计算后输出得到并网逆变器的间接控制信号；将逆变器的输出电流参考值和并网逆变器的间接控制信号相减，得到逆变器的实际控制量，对并网逆变器进行控制。本发明提高系统的运行稳定性，避免因系统结构不确定性等因素导致的停机故障；提高并网电能质量，有效降低并网逆变器输出电能的谐波畸变。
【专利说明】-种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种逆变器控制方法，尤其是涉及一种基于SSR-KDF的并网逆变器的 鲁棒控制方法。
【背景技术】
[0002] 新能源分布式发电技术的日益发展，使得并网逆变器在电网中的渗透率逐渐增 力口。然而，由于构成并网逆变器的器件存在不平衡、老化等特点，以及新能源发电易受环境 因素影响，导致并网逆变器系统具有明显的非线性和不确定性。这些问题不仅会对系统的 稳定运行产生不利影响，而且会通过与电网的耦合，恶化局部电网的供电可靠性和电能质 量。因此，迫切需要寻找一种提高鲁棒性、克服不确定因素影响的并网逆变器非线性控制策 略。
[0003] 本发明针对小功率（20kW)三相并网逆变器，基于三相桥式并网逆变器作为主电 路拓扑结构，本发明方法应用于该逆变器的控制之中，见附图2。
[0004] 新能源（如光伏阵列、燃料电池堆、风力发电系统等）作为输入直流电源接于并网 逆变器正负极之间。电解电容c d。作为输入的滤波电容并接于并网逆变器直流母线两端；逆 变器每相桥臂分别由2个开关管Si-S2串联接于直流母线两端，每个开关管两端反并联一个 二极管Di-D 2，由每相桥臂的中点引出A、B、C三个相线，分别经由逆变器侧滤波电感Q和滤 波电容C构成的LC滤波器接入三相电网。
[0005] 根据如图3的并网逆变器单相等效电路，得到如图4所示的系统控制框图，分析现 有如图4所示的控制结构，得到该主电路拓扑结构的状态方程的模型，如下所示：
【权利要求】
1. 一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 对并网逆变器进行控制，将PI控制的直流母线电压控制环输出信号作为并网逆变 器输出电流的参考值； 2) 然后从并网逆变器的输出端提取输出电流实际值的跟踪值和微分信号，作为并网逆 变器控制器的输入信号，输入并网逆变器控制器； 3) 经计算后输出得到并网逆变器的间接控制信号； 4) 将逆变器的输出电流参考值和并网逆变器的间接控制信号相减，得到逆变器的实际 控制量，对并网逆变器进行控制。
2. 根据权利要求1所述的一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在 于：所述的步骤1)中的并网逆变器输出电流的参考值Γ采用以下公式通过PI控制的直流 母线电压控制环输出信号得到：
其中，Kp为PI控制器的比例系数，&为PI控制器的积分系数，ud。为直流母线电压实 际值，〃为直流母线电压参考值，t为时间。
3. 根据权利要求1所述的一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在 于：所述的步骤2)中的并网逆变器输出电流实际值的微分信号z 2通过线性扩张状态观测 器采用以下公式进行提取：
其中，i为并网逆变器输出电流实际值，Zl为并网逆变器输出电流实际值i的跟踪值， z2为并网逆变器输出电流实际值i的微分信号，e为Zl与i之差，β ρ β 2为第一、第二待 调参数，u为控制并网逆变器的实际控制量，h为采样周期，k表示第k步运算。
4. 根据权利要求1所述的一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在 于：所述的步骤3)中的并网逆变器的间接控制信号 U(l采用以下公式进行计算得到： u〇 一 (s (zj, z2) * sat (1 (ζ^, z2)) 其中，fKD为系统已知动态，sat( ·)为饱和函数，上述输出电流控制函数g(Zp z2)采用 以下公式计算： g (z1； z2) = 2 X 1031 ζ21 +1 2 X 106Zl+l. 2 X 108z2 Zl为并网逆变器输出电流实际值i的跟踪值，z2为并网逆变器输出电流实际值i的微 分信号； 上述输出电流区域函数λ (Zl，z2)采用以下公式计算：
其中，输出电流均值函数1?、输出电流上界函数h+和输出电流下界函数h_分别采用以 下公式进行计算：
5. 根据权利要求1所述的一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在 于：所述的步骤4)中的并网逆变器的实际控制量u采用以下公式进行提取： _ · * U = 1 -U〇 其中，1?为并网逆变器的间接控制信号，Γ为并网逆变器输出电流的参考值。
6. 根据权利要求4所述的一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在 于：所述的系统已知动态采用以下公式进行计算： fKD = ug/LiRgC 其中ug为电网电压，Q为并网逆变器侧滤波电感及其等效电阻，C为滤波电容的电容 值，Rg为电网侧等效电阻的阻值。
7. 根据权利要求2所述的一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，其特征在 于：所述的直流母线电压参考值?4_.取500V。
【文档编号】H02J3/38GK104104251SQ201410198604
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】杨捷, 齐冬莲, 张国月, 吴越, 辛焕海, 张建良 申请人:浙江大学, 宁波成筑智能科技有限公司