[發明專利]一種并網逆變器控制方法及其應用

有效

• 申請號: 202310638807.7
• 申請日: 2023-06-01
• 公開（公告）號: CN116345942B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 羅伊逍;楊凱;鄭逸飛;徐智杰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/44
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

1.一種并網逆變器控制方法，其特征在于，包括：

構建三相并網逆變器在兩相靜止坐標系下的α軸、β軸電流狀態方程及電流狀態觀測器，以計算得到電流觀測誤差；

以所述電流觀測誤差為狀態變量構建超螺旋滑模觀測器，獲取所述超螺旋滑模觀測器輸出的α軸、β軸電網電壓觀測值并輸入正交鎖相環，得到電網電壓角頻率觀測值和相位觀測值；

根據所述相位觀測值和所述角頻率觀測值建立三相并網逆變器在同步速旋轉坐標系下的γ軸、δ軸電流狀態方程，根據所述γ軸、δ軸電流狀態方程建立集總擾動的擴張滑模干擾觀測器；

根據所述擴張滑模干擾觀測器輸出的γ軸、δ軸電網電壓觀測值計算得到相位補償值，并根據所述相位補償值和所述角頻率觀測值實現并網逆變器的矢量控制；

所述根據所述γ軸、δ軸電流狀態方程建立集總擾動的擴張滑模干擾觀測器，包括：

所述γ軸、δ軸電流狀態方程為，設，將γ軸電流狀態方程變換為，其中為集總擾動的變化率，且有：；

構建γ軸擴張滑模干擾觀測器為，δ軸擴張滑模干擾觀測器同理構建；

其中，、和、分別為γ軸、δ軸電流分量和電壓分量，、為γ軸、δ軸電網電壓，為角頻率觀測值，、?分別為逆變器輸出側的電阻和電感，m為控制器參數，n為滑模參數，為滑模控制率。

2.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述獲取所述超螺旋滑模觀測器輸出的α軸、β軸電網電壓觀測值，包括：

通過復系數濾波器：對所述超螺旋滑模觀測器的觀測值進行濾波，獲取基于所述復系數濾波器的所述超螺旋滑模觀測器輸出的所述α軸、β軸電網電壓觀測值；

其中，、為α軸、β軸電網電壓觀測值；、為電流狀態觀測器的輸入；為復系數濾波器的傳函；為拉普拉斯算子，為復數單位；為復系數濾波器的中心頻率，為復系數濾波器的截止頻率。

3.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述α軸、β軸電網電壓觀測值輸入正交鎖相環，得到電網電壓相位觀測值和角頻率觀測值，包括：

計算相位誤差；

對所述相位誤差標幺化：；

建立開環傳遞函數、并控制所述相位誤差收斂至零，得到所述相位觀測值和所述角頻率觀測值；

其中，、為α軸、β軸電網電壓觀測值，為相位觀測值，為角頻率觀測值，為拉普拉斯算子，、分別為鎖相環的比例參數和積分參數。

4.根據權利要求1所述的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述根據所述擴張滑模干擾觀測器輸出的γ軸、δ軸電網電壓觀測值計算得到相位補償值，包括：

由所述擴張滑模干擾觀測器與所述γ軸、δ軸電流狀態方程聯立可得：，

其中，為集總擾動的觀測誤差，且有，同理有；

根據所述γ軸、δ軸電網電壓觀測值之間的關系計算得到所述相位補償值。

5.一種并網逆變器控制裝置，其特征在于，包括：

電流觀測誤差計算模塊，用于構建三相并網逆變器在兩相靜止坐標系下的α軸、β軸電流狀態方程及電流狀態觀測器，以計算得到電流觀測誤差；

角頻率和相位觀測值獲取模塊，用于以所述電流觀測誤差為狀態變量構建超螺旋滑模觀測器，獲取所述超螺旋滑模觀測器輸出的α軸、β軸電網電壓觀測值并輸入正交鎖相環，得到電網電壓角頻率觀測值和相位觀測值；

擴張滑模干擾觀測器建立模塊，用于根據所述相位觀測值和所述角頻率觀測值建立三相并網逆變器在同步速旋轉坐標系下的γ軸、δ軸電流狀態方程，根據所述γ軸、δ軸電流狀態方程建立集總擾動的擴張滑模干擾觀測器；

矢量控制模塊，用于根據所述擴張滑模干擾觀測器輸出的γ軸、δ軸電網電壓觀測值計算得到相位補償值，并根據所述相位補償值和所述角頻率觀測值實現并網逆變器的矢量控制；

所述γ軸、δ軸電流狀態方程為，所述擴張滑模干擾觀測器建立模塊具體用于：

設，將γ軸電流狀態方程變換為，其中為集總擾動的變化率，且有：；

構建γ軸擴張滑模干擾觀測器為，δ軸擴張滑模干擾觀測器同理構建；

其中，、和、分別為γ軸、δ軸電流分量和電壓分量，、為γ軸、δ軸電網電壓，為角頻率觀測值，、?分別為逆變器輸出側的電阻和電感，m為控制器參數，n為滑模參數，為滑模控制率。