[發(fā)明專利]LCL濾波器并網(wǎng)逆變器的干擾抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910699580.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN110323749B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武健;劉子棟;張利;劉同;徐殿國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué);中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;H02J3/38;H02M1/12
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種LCL濾波器并網(wǎng)逆變器的干擾抑制方法，其特征是：包括如下步驟：

步驟一：將LCL濾波器轉(zhuǎn)換為一階系統(tǒng)，設(shè)計(jì)LCL濾波器一階自抗干擾系統(tǒng)模型；

步驟二：簡(jiǎn)化LCL濾波器一階自抗干擾系統(tǒng)模型，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)跟蹤微分器，由跟蹤微分器列出瞬態(tài)狀態(tài)，并計(jì)算輸入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)；

步驟三：擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器，計(jì)算線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的方程，通過(guò)二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器，估計(jì)狀態(tài)變量和總擾動(dòng)，將擾動(dòng)與自身諧振一體化；

所述步驟三具體為：

第一步：簡(jiǎn)化LCL濾波器一階自抗干擾系統(tǒng)模型，在簡(jiǎn)化的LCL濾波器模型上構(gòu)建相應(yīng)二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器，通過(guò)下式表示所述二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器：

其中，為二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的微分，z(t)為二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的輸出，L為二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的增益矢量，T_d為時(shí)間延遲模塊，為理想電網(wǎng)電流；

第二步：二階線型擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器狀態(tài)z₁和z₂將分別跟蹤y和f(t,y,w)；

第三步：估計(jì)狀態(tài)變量和總擾動(dòng)，將總擾動(dòng)和自身諧振一體化；

步驟四：對(duì)狀態(tài)誤差進(jìn)行反饋控制，將來(lái)跟蹤微分器的參考信號(hào)和擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測(cè)器的輸出差分信號(hào)結(jié)合，生成中間控制電壓信號(hào)；

步驟五：選擇觀測(cè)器增益，使得觀測(cè)器特征值處于穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)每個(gè)電流分量設(shè)計(jì)了一個(gè)獨(dú)立的一階線型控制器，對(duì)外部干擾和內(nèi)部干擾進(jìn)行抑制；

所述步驟五具體為：

第一步：根據(jù)期望的穩(wěn)定時(shí)間T來(lái)確定閉環(huán)極點(diǎn)，獲得控制器增益，選擇觀測(cè)器增益，使得所有觀測(cè)器特征值都位于-ω_o，則此時(shí)有：

β₁＝2ω_o,

其中，ω_o為觀測(cè)器帶寬；

第二步：當(dāng)觀測(cè)器特征值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，獲得控制的控制策略，通過(guò)下式表示控制策略：

u(s)＝G_c(s)(r(s)-H(s)y(s)) (13)

其中，u(s)為控制策略，G_c(s)為控制環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，H(s)為反饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，r(s)為輸入信號(hào)函數(shù)，y(s)為輸出信號(hào)函數(shù)

第三步：在頻域中求得控制輸出，通過(guò)下式表示在頻域中的控制輸出：

y(s)＝G_fy(s)f(s)+G_ry(s)r(s) (16)

其中，f(s)為擾動(dòng)，G_fy(s)為擾動(dòng)傳遞函數(shù)，G_ry(s)參考輸入傳遞函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LCL濾波器并網(wǎng)逆變器的干擾抑制方法，其特征是：

所述步驟一具體為：將LCL濾波器轉(zhuǎn)換為一階L型濾波器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)LCL濾波器一階自抗干擾系統(tǒng)模型，通過(guò)下式表示所述LCL濾波器自抗干擾系統(tǒng)模型：

其中，為L(zhǎng)CL濾波器一階自抗干擾系統(tǒng)的輸出信號(hào)，f(t,y,w)為估計(jì)需減輕的總干擾，w為外部干擾信號(hào)，t為時(shí)間，y代表輸入信號(hào)，u是逆變器的參考輸入，b是系統(tǒng)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LCL濾波器并網(wǎng)逆變器的干擾抑制方法，其特征是：所述步驟二具體為：

第一步，簡(jiǎn)化LCL濾波器一階自抗干擾系統(tǒng)模型，將f(t,y,w)進(jìn)行擴(kuò)展為矢量狀態(tài)，通過(guò)下式表示矢量狀態(tài)的微分方程：

C＝(10) (3)

其中，為矢量狀態(tài)的微分，x(t)矢量狀態(tài)，u(t)為第二矢量狀態(tài)，為假設(shè)微分，y(t)為擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，A，B，C，E分別代表系統(tǒng)矩陣、控制矩陣、輸出矩陣和擾動(dòng)矩陣；

第三步：輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)跟蹤微分器，計(jì)算出輸入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)，通過(guò)下式表示輸入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)：

其中，v_n是輸入信號(hào)，v_n是輸入信號(hào)的導(dǎo)數(shù)，ψ為閉合函數(shù)，n為系統(tǒng)階數(shù)，r是速度因子。