[发明专利]一种光伏并网发电系统的柔性控制方法

权利要求书

1.一种光伏并网发电系统的柔性控制方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：设计光伏发电系统H_∞并网控制器；

步骤2：测量光伏发电系统并网点的电网电压e_s，并通过锁相环PLL方法求出电网电压矢量旋转角度γ；

步骤3：测量并网逆变器直流侧电压u_dc，将直流电压参考值与并网逆变器直流侧电压u_dc相减求得直流电压偏差量Δu_dc；

步骤4：将直流电压偏差量Δu_dc送入外环功率平衡控制器，外环功率平衡控制器输出有功电流参考值根据电网的无功需求设定无功电流参考值以γ为旋转矢量角，利用公式将有功电流参考值和无功电流参考值进行矢量合成，求出交流电流参考值

步骤5：利用公式求出LC型滤波器出口电压参考值测量LC型滤波器出口电压信号u_c，将与u_c相减求得LC型滤波器出口电压偏差量Δu_c；其中，L_T为并网变压器的等效电感，R_T为并网变压器的等效电阻；

步骤6：将Δu_c送入H_∞光伏并网控制器，H_∞光伏并网控制器输出值为u，再利用式求出逆变器输出电压参考值u_D；其中，L为LC型滤波器的电感值，R为LC型滤波器的电阻值；

步骤7：将u_D送入逆变器触发驱动电路，利用驱动电路输出的脉冲信号对逆变器进行触发控制，从而完成光伏并网发电系统的控制流程。

2.根据权利要求1所述的光伏并网发电系统的柔性控制方法，其特征是所述设计光伏发电系统H_∞并网控制器包括：

步骤1.1：建立光伏发电系统数学模型；

所述光伏发电系统数学模型为uD=Ri1+Ldi1dt+uci1=Cducdt+is;]]>其中，u_D为逆变器出口电压，u_c为LC型滤波器出口电压，i₁为逆变器LC滤波器中L支路的电流，i_s为并网电流，C为LC滤波器的电容值，L为LC型滤波器的电感值，R为LC型滤波器的电阻值；

步骤1.2：确定光伏发电系统数学模型的状态空间表达式；

所述光伏发电系统数学模型的状态空间表达式为x.=APx+BPuy=CPx+DPu;]]>其中，x为状态变量，x=x1x2=ucducdt;]]>为x的一阶导数，u为控制变量，u=[u]=uD-Ris-Ldisdt;]]>y为输出量，y＝[x₁]＝[u_c]；AP=01-1LC-RL,]]>BP=01LC,]]>C_P＝[1 0]，D_P＝[0]；

步骤1.3：以理想低通滤波器作为模型匹配问题中的理想模型，将模型匹配问题转化为H_∞标准控制问题，理想低通滤波器的状态空间表达式为：

y=c1c2...cn-2x1x2...xn-2]]>

式中，x_i为系统状态变量，为x_i的一阶导数，和b1b2...bn-2]]>为系数矩阵，y为系统输出变量，[c₁ c₂…c_n-2]为输出变量系数矩阵，i＝1,2,...,n-2，n为H_∞标准控制问题广义对象的状态变量个数，u为为理想低通滤波器的输入量；

步骤1.4：将步骤1.2得到的状态空间表达式和步骤1.3得到的状态空间表达式合并，从而得到求解光伏发电系统H_∞并网控制器所需的广义被控对象的状态空间表达式；

所述求解光伏发电系统H_∞并网控制器所需的广义被控对象的状态空间表达式为x.=Ax+B1w+B2uz=C1x+D11w+D12ur=C2x+D21w+D22u;]]>式中，x＝[x₁ x₂ x_n]^T，为x的一阶导数，z=v-yρu,r=[w-y],]]>B1=b1b2...bn-200,]]>B2=00...001LC,]]>C1=c1c2...cn-2-1000...000,]]>C₂＝[0 0…0 -1 0]，D11=00,]]>D12=0ρI,]]>D₂₁＝[1]，D₂₂＝[0]，w为扰动量，v为扰动量w经过理想滤波器的输出量，ρ为加权系数，I为单位矩阵；

所述广义被控对象为G(s)=LTFAB1B2C1D11D12C2D21D22;]]>其中，LTF为线性分式变换；

步骤1.5：通过求解Riccati方程计算出H_∞光伏并网控制器。