[发明专利]一种基于干扰观测器的光伏并网逆变器模糊滑模控制方法

说明书

本发明公开了一种基于干扰观测器的光伏并网逆变器模糊滑模控制方法，包括以下步骤：根据电路定理，建立光伏并网逆变器数学模型；选取线性滑模面；根据干扰观测器，对系统干扰进行观测；基于滑模控制器的控制律，并将干扰观测器的观测结果应用到滑模控制器中；根据模糊逼近器，对观测误差上界进行在线逼近；根据自适应律，得到模糊滑模控制器的控制律方程；根据控制律方程，产生PWM控制信号，从而控制逆变器的各个电力开关管。本发明将滑模控制引入到逆变器中，根据干扰观测器对逆变器不确定干扰进行在线观测，然后使用模糊逼近器在线逼近观测误差上界，以增强逆变器鲁棒性，提高并网性能。

技术领域

本发明涉及逆变器控制方法技术领域，尤其涉及一种基于干扰观测器的光伏并网逆变器模糊滑模控制方法。

背景技术

随着国家新能源战略的兴起，新能源技术越来越受到人们的重视，分布式电源供给成了热门话题，随着光伏发电技术的发展，光伏电能在国家能源配比中占据着重要作用。光伏电池产生的直流电需要转换成交流电才能被广泛使用，所以逆变器是光伏发电系统不可或缺的一部分，光伏系统对环境变化敏感的特点，对逆变器的控制提出了较高的要求。

目前并网逆变器常用的控制策略是电流型控制策略，即控制并网电流使其与电网电压同频同相，其特性相当于电流源，存在模式切换问题。电压型控制策略以逆变器交流侧电压为控制对象，实现对电网参考电压的无差别跟踪，电压型控制模式下，其特性相当于电压源，其特点是可在离网模式和并网模式下自由切换运行。传统的控制方式如PI、滞环、下垂控制等控制效果并不理想，系统鲁棒性较差。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于干扰观测器的光伏并网逆变器模糊滑模控制方法，将滑模控制引入到逆变器中，根据干扰观测器对逆变器不确定干扰进行在线观测，然后使用模糊逼近器在线逼近观测误差上界，以增强逆变器鲁棒性，提高并网性能。

本发明的一种基于干扰观测器的光伏并网逆变器模糊滑模控制方法，包括以下几个步骤：

步骤一、根据电路定理，建立光伏并网逆变器数学模型；

步骤二、选取线性滑模面；

步骤三、根据干扰观测器，对系统不确定性干扰进行观测；

步骤四、基于Lyapunov稳定性定理的滑模控制器的控制律，将所述干扰观测器的观测结果应用到滑模控制器中；

步骤五、根据模糊逼近器，对观测误差上界进行在线逼近；

步骤六、基于Lyapunov稳定性定理的控制律，进一步得到基于干扰观测器的光伏并网逆变器模糊滑模控制器的控制律方程；

步骤七、根据控制律方程，产生PWM控制信号，从而控制逆变器的各个电力开关管。

步骤一中，一个周期内的所述光伏并网逆变器数学模型为：

其中，u_dc为逆变器直流侧电压，u_ac为逆变器交流侧电压，D为逆变器一组桥臂上两个开关管的占空比，本发明就是通过控制D来实现对逆变器的控制。C_ac、L_ac分别为逆变器交流侧滤波电容及电感，R_L为网侧负载，d(t)为系统不确定性干扰。

步骤二中，所述滑模面为

其中，e＝u_ac-u_ref为电压跟踪误差，为其导数，c为一正常数，u_ac为逆变器交流侧输出电压，u_ref为电网参考电压。

步骤三中，所述干扰观测器为：