[發明專利]一種LCL并網逆變器的滑模控制方法

有效

• 申請號: 202011415123.3
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112531778B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 吳衛民;陳柏霖;安麗瓊;牛王強;張依戀
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

1.一種LCL并網逆變器的滑模控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、根據LCL并網逆變器的電路拓撲結構，在兩相靜止坐標系αβ軸下建立模型，確定所述LCL并網逆變器的系統矩陣A，輸入矩陣B及輸出矩陣C；

步驟2、將系統矩陣A、輸入矩陣B離散化，得到離散矩陣A_d、B_d；

步驟3、將離散矩陣A_d，離散矩陣B_d及輸出矩陣C帶入卡爾曼濾波器，得到狀態變量估計值集；

所述卡爾曼濾波器的遞歸算法如公式(6)—(10)所示，所述狀態變量估計值集由公式(10)確定；

x'_k/k-1＝A_d·x'_k-1+B_d·u_k-1?(6)

p'_k/k-1＝A_d·p_k-1·A_d^T+Q_k?(7)

K_k＝p'_k/k-1·C^T(C·p'_k/k-1·C^T+R_k)^-1?(8)

p_k＝(I-K_k·C)·p'_k/k-1?(9)

x'_k＝x'_k/k-1+K_k(y_k-C·x'_k/k-1)?(10)

其中，A_d和A_d^T分別是離散系統矩陣及其轉置，B_d是離散輸入矩陣，C和C^T分別是系統輸出矩陣及其轉置，x’_k-1是上一拍時刻狀態變量的觀測值，x’_k/k-1是對當前拍狀態變量的預測值，u_k-1是上一拍時刻的控制率，p_k-1是上一拍觀測誤差的協方差矩陣，p’_k/k-1是對當前拍觀測誤差協方差矩陣的預測值，K_k是當前拍時刻的卡爾曼濾波增益矩陣，p_k是計算得出的當前拍觀測誤差的協方差矩陣，x’_k是對當前拍時刻狀態變量的最終觀測值，y_k是系統輸出變量的真實值，過程協方差矩陣Q_k＝0.01*I_i+4，I_i+4為i+4階的單位矩陣，測量協方差矩陣R_k＝0.6；

將離散矩陣A_d，離散矩陣B_d及輸出矩陣C帶入卡爾曼濾波遞歸公式，得到狀態變量估計值集：i₁’,v_fc’,i_g’,v_pcc1,v_pcc1q,v_pcc3,v_pcc3q……v_pcci,v_pcciq,其中

i₁’為濾波器的逆變器側電感電流；

v_fc’為濾波器的旁路電容電壓；

i_g’為濾波器的電網側電感電流；

v_pcc1為電網基波電壓；

v_pcc1q為電網基波正交電壓；

v_pcc3為電網三次諧波電壓；

v_pcc3q為電網三次諧波正交電壓；

……

v_pcci為電網i次諧波電壓；

v_pcciq為電網i次諧波正交電壓；

步驟4、將步驟3得到的狀態變量估計值集進行處理得到電網電壓觀測值、逆變器側電感電流觀測值和旁路電容電壓觀測值進行前饋。