[發明專利]單相并網逆變器的基于多諧振滑模面的滑模變結構控制方法

有效

• 申請號: 201210355379.9
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102868183A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 楊旭;郝翔;黃浪;劉韜;常新麗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40;H02J3/01
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于新能源發電系統控制技術應用領域，特別涉及單相并網逆變器的一種單相并網逆變器的基于多諧振滑模面的滑模變結構控制方法。

背景技術

隨著新能源的發展，并網逆變器得到了廣泛的研究。其中，并網逆變器的穩定性控制是當今的一個研究熱點。其控制目標：具有快速跟蹤能力、對外界擾動的強魯棒性、零穩態誤差以及較低的總諧波失真。

針對并網逆變器的控制問題，目前存在的控制方法可以分為兩類：線性控制和非線性控制。前者包括PI控制、PR控制、無差拍控制以及重復控制等；后者包括滯環控制、Bang-Bang控制以及滑模變結構控制等。在經申請人進行的資料檢索，截止目前為止，現有技術中還沒有利用諧振控制器構造多諧振滑模面的滑模變結構控制的思想，提出并網逆變器并網電流的滑模變結構控制方法。

滑模變結構控制是一種非線性魯棒控制方法，主要用于處理由于外部干擾，以及系統內部參數攝動等導致的系統建模不精確的問題。優點正是在于：即使模型不精確，其也能良好的維持系統的穩定性和魯棒性，這非常適合于光伏并網這種強非線性系統。

但是滑模變結構控制也存在自身的缺點，主要為：

1.實際的滑模控制系統由于切換開關非理想等因素的影響，使滑動模態產生高頻抖振，這就是滑模變結構控制系統中所特有的“抖振”現象。

2.在實際系統中，系統建模不可能完全精確，系統模型中會存在很多缺陷，例如：電力元件參數不準確、未知的外界擾動等。雖然滑模變結構控制能良好的維持系統的穩定性和魯棒性，但是卻不能有效地保證系統的控制精度。積分滑模控制可以有效地減小直流穩態誤差，但是對交流穩態誤差以及總諧波失真的抑制能力非常有限，有待進一步改進。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的不足，提供一種強魯棒性、零穩態誤差以及低諧波失真的單相并網逆變器的基于多諧振滑模面的新型滑模變結構控制方法。

為達到以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種單相并網逆變器的基于多諧振滑模面的滑模變結構控制方法：首先根據檢測到的單相并網逆變器系統的逆變側濾波電感的電流i₁，濾波電容的電壓v_c，網側濾波電感的電流i₂，以及并網逆變器系統的目標輸出電流i₁^*、濾波電容的目標電壓v_C^*及并網目標電流i₂^*構建線性滑模面，然后在線性滑模面中加入諧振項，從而得到多諧振滑模面，利用此多諧振滑模面設計滑模變結構控制器，并在原有的非線性控制器中引入線性狀態反饋控制器，得到最終的控制量調制波d(s)，最后以該調制波與載波進行比較，生成驅動信號用以驅動開關管的動作。

在線性滑模面中加入諧振項后，頻域上的多諧振滑模面為：