[發明專利]基于自適應滑模控制策略的高滲透光伏電站并網特性研究方法

在審

• 申請號: 202010577012.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111682589A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 常瀟;趙軍;王金浩;肖瑩;雷達;張世鋒;樊瑞;高樂;梁定康
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院;國網山西省電力公司;太原理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明公開了一種基于自適應滑模控制策略的高滲透光伏電站并網特性研究方法，涉及新能源發電控制技術領域。考慮到高滲透光伏電站并網時，內部參數攝動和非線性負載擾動的影響，在三相電壓型逆變器模型的基礎上，提出了一種改進自適應滑模控制策略。包括設計高滲透率光伏電站并網逆變器側電流控制狀態方程、建立新型滑模控制的模型，并針對其中存在的問題，進一步提出模型參考自適應控制和局部滑動模態滑模控制相結合，并將其融入迭代學習控制的思想；該方法能夠高精度跟蹤和感知系統特性變化，并及時修正控制器參數，以便使控制效果保持較好的水平，本發明對系統內部參數攝動，外部諸多干擾都不敏感，且無需知道不確定項的界，提高了控制的精度和魯棒性。

技術領域

本發明涉及新能源發電控制技術領域，具體為一種基于自適應滑模控制策略的高滲透光伏電站并網特性研究方法。

背景技術

隨著光伏電源大量的接入中低壓配電網以及光伏滲透率的大幅提高，各種隨機擾動也被引入，嚴重損害了系統的電能質量，產生了供電電壓不穩、諧波污染、三相電壓與無功功率不平衡等嚴重問題。現有光伏電站并網控制系統中，由于被控對象的結構復雜，存在大量的非線性且不確定性，這些都使得應用傳統控制方法應對高滲透光伏電站并網控制難以達到令人滿意的效果。為了使控制系統具有較強的魯棒性，采用滑模控制，在系統的動態變化過程中，滑模控制可以不斷地改變自己的結構，以適應當前的狀態，因此，滑模控制對系統內部參數變化以及外部擾動不敏感，具有良好的動態響應特性，無需進行系統辨識，實現簡單等優點；但是，它在控制過程中不可避免的帶來抖振、切換增益過大、依賴數學模型、需要明確不確定項的界等問題。為了使現有光伏電站控制中，達到更高的精度、擁有高魯棒性，同時還能應對眾多不確定性的影響，因此研究智能結合算法是十分有必要的。

發明內容

本發明為了解決現有的光伏電站控制中所存在多種缺陷的問題，提供了一種基于自適應滑模控制策略的高滲透光伏電站并網特性研究方法。

本發明所提供的方法，是將自適應滑模控制與迭代學習控制結合來輸入至調節機構，以達到控制的目的。自適應控制能較好的感知系統特性的變化，并隨時修正控制器參數，以使控制效果保持較好的水平，滑模控制可以不斷地改變自己的結構，以適應當前的狀態，具有良好的動態響應特性，迭代學習控制能夠提高控制精度。

本發明是通過如下技術方案來實現的：一種基于自適應滑模控制策略的高滲透光伏電站并網特性研究方法，包括如下步驟：

(1)設計高滲透率光伏電站并網逆變器側電流控制狀態方程：

①建立系統的功率回路方程以及逆變器側電流控制的傳遞函數，過程如下：

帶LCL濾波器的并網逆變器的功率回路方程如下：

其中，u_g是電網電壓；u_i是逆變器側輸出電壓；u_c是濾波器中電容電壓；i₁是流經逆變器側電感L₁的電流；i₂是流經網側電感L₂的電流；

采用逆變器側電流i₁間接控制并網電流X₃＝u_c的方法，則得到逆變器側電流i₁與逆變器輸出電壓u_i的傳遞函數關系如下：

此時，為一個L型濾波器對并網電流i₂，控制對象為i₁，控制系統的相位和幅值裕度都比較充裕，保留了LCL濾波器對并網電流i₂高頻信號衰減的良好特性；

②去掉濾波器中的電容電感的寄生電阻(寄生電阻可忽略)，并網逆變器的各變量關系如下：