[发明专利]一种逆变器的复合控制方法

说明书

一种逆变器的复合控制方法，复合使用比例微分和重复控制两种既有控制方法，使逆变器的输出达到使用要求，包含以下步骤：S1、获取逆变器的拓扑结构，建立计算模型；S2、根据S1所得出的计算模型计算逆变器的传递函数P（s）；S3、根据一般PID控制原理计算系统负反馈误差E（s）；S4、构造一般负反馈PID控制器传递函数G（s）；S5、构造重复控制器传递函数H（s）；S6、用重复控制器H（s）代替PID控制器中的积分（I）控制部分。本发明的复合控制系统综合了比例微分控制器对于干扰反应迅速的优点和重复控制稳态误差小的优点；在重复控制部分引入相位补偿设计，相比单独的比例微分控制和重复控制具有更好的控制效果。

技术领域

本发明涉及太阳能发电和无间断电源等系统中的逆变技术领域，具体涉及一种逆变器的复合控制方法。

背景技术

能源互联网是未来能源发展的方向，以电力网络为骨干网架，综合利用各种清洁能源，涵盖燃气网、热网、交通网等各种能源网络，实现能源高效利用。而太阳能的利用是能源互联网的重要能量来源，太阳能发电技术已经越来越成熟，不仅可以用于大规模的集中式光伏发电基地，对高压电力网络进行供电，也可以用于小型分布式的能源系统，实现能源的就地消纳。能源互联网中的储能系统也承担着重要的角色，电池储能在电力供应多余的时候充电储存电能，在电力供应紧张的时候放能，保证系统的稳定。在太阳能利用以及电池放电过程中，都需要直流转换交流，也就是逆变器。逆变器包括单相逆变器和三相逆变器。逆变器最基本的功能就是将直流转换成所需要的交流电压，并且保证总谐波(THD)足够小，满足负荷的需要。逆变器主要通过正弦脉宽调制技术(SPWM)实现。为了使逆变器的输出达到要求，就需要一些合适的控制方法。

目前逆变器的控制方法有很多种，包括一些比较经典的控制方法比如比例积分微分控制(PID)，还有重复控制，无差拍控制，滑模变结构控制，模糊控制等。PID是比较传统的控制方法，优点是设计简单，对于外部干扰反应迅速，动态性能好，鲁棒性好，缺点是存在一定的稳态误差。重复控制是基于内模原理，能够很好的跟踪信号，理论上实现零稳态误差，缺点是对于干扰存在一定的反应延时，所以动态性能并不太好。

发明内容

本发明的目的在于克服上述单独PID控制和单独重复控制的缺点，复合使用PID控制方法和重复控制方法，形成一种新的比例微分－重复控制的复合控制方法，此方法结合了两者的优点又能避免各自的缺点。

一种逆变器的复合控制方法，复合使用PID控制和重复控制两种既有控制方法，使逆变器的输出达到使用要求，其特征是，包含以下步骤：

S1、获取逆变器的拓扑结构，建立计算模型；

S2、根据S1所得出的计算模型计算逆变器的传递函数P(s)；

S3、根据一般PID控制原理计算系统负反馈误差E(s)；

S4、构造一般负反馈PID控制器传递函数G(s)；

S5、构造重复控制器传递函数H(s)；

S6、用重复控制器H(s)代替PID控制器中的积分(I)控制部分。

上述的一种逆变器的复合控制方法，其中，在步骤S6后，还包含：

S7、对复合控制系统进行稳定性及误差分析，并仿真验证。

上述的一种逆变器的复合控制方法，其中，所述步骤S3中，误差函数E(s)定义为：

E(s)＝U_r(s)-U_o(s)

其中，U_o(s)为逆变器输出电压，U_r(s)为PID控制器输入端的参考输入电压，是逆变器期望达到的一个输出为常量。E(s)是PID控制器的输入函数。