[发明专利]一种自适应调整逆变器控制器

权利要求书

1.一种自适应调整逆变器控制器，其特征在于，包括dq变换模块、输出有功无功和端电压有效值计算模块、调制波信号幅值计算模块、模拟转子运动方程模块、强化学习控制模块、dq反变换和PWM调制模块，所述逆变器控制器模拟了同步发电机转子运动方程，并通过强化学习控制模块在线调整虚拟转动惯量和阻尼系数，以获得较好的电力系统低频振荡抑制效果；

所述强化学习控制模块用于在线调整虚拟转动惯量和阻尼系数，包括以下步骤：

步骤1：确定控制动作集a、状态集合s、奖励函数R、每次学习时间步长step和Q值更新策略；

步骤2：建立逆变器的数学模型，利用Q学习算法离线预学习，获得初步优化后的控制器参数；

步骤3：将逆变器投入在线运行，且在运行过程中继续利用Q学习算法在线学习，进一步更新动作策略，以适应电网的复杂运行环境。

2.根据权利要求1所述的一种自适应调整逆变器控制器，其特征在于，所述dq变换模块用于将逆变器LC滤波器上电容的三相电压e_a、e_b、e_c和电感上流过的三相电流i_a、i_b、i_c，分解到逆变器的同步旋转坐标系下得到其dq轴分量u_d、u_q和i_d、i_q；

所述dq反变换和PWM调制模块用于将调制波信号幅值计算模块、模拟转子运动方程模块的计算结果经dq反变换后得到调制波信号u_a、u_b、u_c，再根据PWM算法生成PWM控制信号驱动三相逆变桥，实现逆变功能。

3.根据权利要求1所述的一种自适应调整逆变器控制器，其特征在于，所述输出有功无功和端电压有效值计算模块的计算公式如式(1)所示：

式中，P为有功功率，Q为无功功率，U为输出电压幅值，s为拉普拉斯算子；

所述调制波信号幅值计算模块用于计算调制波幅值Eq，所用公式为：

E_q＝∫K_e[(U_ref-U)-n(Q-Q_ref)]d(t) (2)

式中，Uref为逆变器端电压的设定值；Q_ref为逆变器无功功率的设定值；Ke为放大增益，n为无功电压环节的下垂系数；Eq为逆变器调制波信号中的q轴分量，调制波信号的0轴和d轴分量均为0。

4.根据权利要求1所述的一种自适应调整逆变器控制器，其特征在于，所述模拟转子运动方程模块用于计算逆变器虚拟的角频率ω和调制波的相位角δ，计算公式如式(3)(4)所示：

δ＝∫ωd(t) (4)

式中，J为逆变器虚拟转动惯量；m为有功下垂系数；Pref为逆变器输出有功功率的设定值；ω₀为逆变器所处电力系统的额定角频率；D为逆变器虚拟阻尼系数；δ为逆变器调制波相位。

5.根据权利要求1所述的一种自适应调整逆变器控制器，其特征在于，步骤1中所述控制动作集a的表达式如下：

a∈{(J，D),|J∈[J_min,J_max],D∈[D_min,D_max]} (5)

式中，J_min和J_max为一组预先设定的虚拟转动惯量的范围；D_min和D_max为一组预先设定的虚拟转动阻尼系数的范围；

步骤1中所述状态集合s的表达式如下：

式中，ΔP为逆变器在某时刻的输出有功功率与设定值之差；Δω为该时刻虚拟同步发电机转速偏差，(△P,△ω)表示逆变器在该时刻输出功率P和虚拟角频率ω的偏差组合。