[發明專利]一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法

有效

• 申請號: 202110194518.3
• 申請日: 2021-02-20
• 公開（公告）號: CN112968516B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 方輝;朱晟毅;周敬森;肖強;余亞南;向紅吉;彭合;寧仲凱;汪誠;馬興;謝剛文;張友強;吳迎霞;趙科;李俊杰;宮林
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司電力科學研究院;國網重慶市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;G06F17/11;G06N3/048
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 賀春林

本發明適用于并聯UPS系統技術領域，提供了一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法，包括以下步驟：建立并聯UPS系統的狀態空間模型；完全已知系統動力學的狀態反饋跟蹤控制設計；基于神經網絡進行并聯UPS系統參數識別。本發明提出了一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法，嚴格證明了辨識誤差的收斂性，通過仿真研究，首次證明了神經網絡的辨識能力和所提出的控制算法的性能和有效性。

技術領域

本發明屬于并聯UPS系統技術領域，尤其涉及一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法。

背景技術

并聯UPS系統具有諸多優點，但其有效控制具有挑戰性。這些挑戰是由于動態加載條件和多個變流器的相互作用。為了實現對并聯UPS系統的有效控制，主要由兩個控制目標來實現。第一個目標是調整輸出電壓，以完善正弦非線性和快速變化的負載條件。第二個挑戰是盡量減小變流器之間的循環電流。

但上述兩個控制目標存在一個共同缺點，其均需要精確的系統參數(電阻、電容和電感等)。這也解釋了現有的控制方法為何總是考慮使用相同的并聯逆變器。而事實上，由于加熱、老化等諸多因素的影響，系統參數往往會出現波動。因此，對于具有更多系統參數的并聯UPS系統，需要更復雜有效的系統標識符。

目前，基于訓練或學習的神經網絡(NN)系統已經發展了幾十年，但在電力電子領域的應用并不多。這可能是由于理論控制技術與物理應用之間存在較大的差距。

因此，本發明提出了一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種并聯UPS系統，包括并聯布置的n個逆變器，n個逆變器的輸出端分別與一個LC濾波器連接，每個LC濾波器均與交流母線連接，各逆變器均與集中電壓和負載共享控制器連接。

本發明實施例的另一目的在于提供一種基于神經網絡的并聯UPS系統狀態反饋控制方法，包括以下步驟：

建立并聯UPS系統的狀態空間模型；

完全已知系統動力學的狀態反饋跟蹤控制設計；

基于神經網絡進行并聯UPS系統參數識別。

作為本發明實施例的另一種優選方案，所述的建立并聯UPS系統的狀態空間模型，包括以下步驟：

系統的控制輸入U(t)為每個逆變器的一組電壓基準，表示為式(1)：

其中，v_j表示第j個逆變器的輸入電壓，n表示逆變器總數；

系統的狀態變量X(t)為并聯逆變器的輸出電壓v_o和逆變器的輸出電流i_j，表示為式(2)：

其中，i_j為第j個逆變器的輸出電流，n為逆變器總數；

系統的狀態空間模型為連續時間線性系統，表示為式(3)：

其中：

其中，L_j為第j逆變器輸出濾波器的輸出電感，C_j為第j逆變器輸出濾波器的電容，r_j為第j逆變器輸出濾波器的輸出電阻；D(t)表示補償系數。