[发明专利]一种弱电网下光伏并网逆变器无源准PR控制方法

权利要求书

1.一种弱电网下光伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于电网阻抗较大、电网电压不稳定的弱电网环境，所述控制方法包括如下步骤：

步骤一、根据弱电网下单相全桥逆变器等效拓扑图，结合基尔霍夫定律，对单相并网逆变器构建针对弱电网并网工作环境的状态平均模型，然后根据所述状态平均模型推导出针对弱电网并网运行环境的单相并网逆变器的欧拉-拉格朗日数学模型；

步骤二、建立逆变系统能量函数并分析逆变系统存在的能量关系，然后根据所述能量函数和所述能量关系对系统进行无源性分析，证明逆变系统的无源性；

步骤三、建立逆变系统的误差能量存储函数，通过分析逆变系统的误差能量存储方程变化率，获得误差能量存储方程变化率的变化所受影响为：通过添加阻尼的策略能够有效改变逆变系统的误差能量存储方程的变化速率，缩短其减小到零的时间；

步骤四、将误差能量存储函数中的误差变量先送入准PR控制器处理后，再送入无源控制器，获得无源准PR控制策略：

其中，u_A为全桥逆变器开关管的控制信号，u_A＝1时，表示开关S₁和S₄导通；u_A＝-1时，表示开关管S₂和S₃导通；为逆变器输出电压给定参考量；L表示逆变器输出滤波电感；i_L为逆变器的输出电流；为逆变器输出电流给定参考量；G_QPR为准PR控制的传递函数；ξ₁为阻尼系数；x₁表示状态变量；U_dc表示直流侧输入电压。

2.根据权利要求1所述伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，步骤一中所述的单相全桥逆变器等效拓扑图包括直流电压源U_dc、LC滤波结构和电网阻抗弱电网等效模型；所述电网阻抗为阻感性。

3.根据权利要求1所述伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，步骤一中所述的弱电网并网工作环境的状态平均模型为：

其中，u_A＝2d(t)-1，d(t)表示开关器件S₁和S₄的占空比；i_g表示流入电网的电流；u_o表示滤波电容两端电压；C表示逆变器输出滤波电容；R_g为弱电网线路电阻，L_g为线路电感；u_g表示电网电压。

4.根据权利要求1所述伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，步骤一中所述弱电网并网运行环境的单相并网逆变器的欧拉-拉格朗日数学模型为：

其中，x＝(i_L,u_o,i_g)^T，为正定对角矩阵；为反对称矩阵为非负定矩阵；为控制输入矩阵。

5.根据权利要求1所述伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，步骤二中所述的能量函数为：

其中，将状态变量定义为x₁＝i_L,x₂＝u_o,x₃＝i_g；输入量为u＝U_dc；输出量为y＝x₁＝i_L。

6.根据权利要求1所述伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，步骤二中所述逆变系统存在的能量关系如下：

所以有：

其中，u＝U_dc。

7.根据权利要求1所述伏并网逆变器无源准PR控制方法，其特征在于，步骤三中所述的误差能量存储函数为：

其中，x_e为重新定义的误差状态变量，即为逆变器流入电网电流的给定的参考量。