[發明專利]LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法

在審

• 申請號: 202210848222.3
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115296331A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 丁欣;陳光會;韋樂;陸尚平;姚開武;梁中超;鄭春強;邱敏;李烈;韋成才;林嘉茵;陳穎;李曉東;馮于娟
• 申請（專利權）人: 廣西水利電力職業技術學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387;H02M1/088;H02M1/44;H02M1/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 李曉賢

1.LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、搭建LCL型光伏并網逆變器系統；

S2、根據LCL型光伏并網逆變器確定并網逆變器狀態方程；

S3、通過并網逆變器狀態方程，得到精確線性化的標準狀態方程；

S4、根據精確線性化的標準狀態方程，采用反步法設計基于Lyapunov穩定性定理的LCL型光伏并網逆變器的滑模控制器，然后依據滑模控制器來設計反步滑模系統控制律；

S5、通過映射自適應算法結合反步滑模系統控制律設計自適應反步滑模控制律。

2.根據權利要求1所述的LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于：還包括采用Lyapunov函數驗證控制器的穩定性。

3.根據權利要求1所述的LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于，所述并網逆變器狀態方程通過并網逆變器在Z空間的布魯諾夫斯基標準型進行表示：

上式中，z₁、z₂、z₃為Z空間的狀態變量，y為輸出變量，v為Z空間的控制輸入，為Z空間的狀態變量的一階導數。

4.根據權利要求3所述的LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于，根據并網逆變器狀態方程得到精確線性化的標準狀態方程，具體包括：

根據并網逆變器狀態方程算出X空間的非線性控制律為：

上式中，X空間的狀態變量為：輸入量為占空比u，U_in為直流輸入電源，L₁為逆變器側輸出電感，L₂為電網側濾波電感，C為濾波電容，R_L為負載，v為Z空間的控制輸入，i₁為逆變器側電流，u_c為濾波電容的電壓，i_g為并網電流；

考慮到濾波器參數的實際值與真實值之間的誤差導致的不確定變化，將X空間的非線性控制律規律方程改寫為精確線性化的標準狀態方程，精確線性化的標準狀態方程為：

上式中，為Z空間的狀態變量的一階導數，為總擾動。

5.根據權利要求1或3所述的LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于，根據精確線性化的標準狀態方程，采用反步法設計基于Lyapunov穩定性定理的LCL型光伏并網逆變器的滑模控制器，然后依據滑模控制器來設計反步滑模系統控制律，具體包括：

精確線性化模型的控制目標為控制狀態變量z₁跟蹤其參考值z_d，根據反步原則，定義跟蹤誤差e₁為z₁與z_d的差值：

設置Lyapunov能量函數F₁：

設置Lyapunov能量函數F₂：e₂為中間虛擬控制量；

設置Lyapunov能量函數F₃：e₃為中間虛擬控制量；

滑模趨近律選擇：其中，為滑模趨近律，s為滑模面，c為滑模面系數，ε為滑模面的開關增益；

反步滑模系統控制律為：

6.根據權利要求1所述的LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于，通過映射自適應算法設計自適應反步滑模控制律包括：選擇開關增益進行映射自適應算法計算。

7.根據權利要求6所述的LCL型光伏并網逆變器的映射自適應反步滑模控制方法，其特征在于，選擇開關增益ε進行映射自適應算法計算具體包括：

通過自適應律的設計使開關增益ε的估計值變化在[ε_min,ε_max]范圍內：

當超過最大值時，如果有繼續增大的趨勢，即則取值不變，當超過最小值時，如果有繼續減小的趨勢，即則取值不變，