[发明专利]四桥臂逆变器的电能质量控制方法及其内嵌式重复控制器

说明书

本发明公开了一种内嵌式重复控制器，采用奇次谐波重复控制器或偶次谐波重复控制器进行重复控制。该内嵌式重复控制器能够有效地降低数据存储量和处理量，与现有PID控制器共同作用，不仅能够有效的抑制各次谐波的扰动，而且可以弥补重复控制本身动态响应能力不足的问题。本发明还提供一种四桥臂逆变器的电能质量控制方法。

技术领域

本发明涉及逆变器控制技术，尤其涉及一种四桥臂逆变器的电能质量控制方法及其内嵌式重复控制器。

背景技术

作为分布式发电技术应用的重要载体，微电网技术受到了广泛的关注。三相逆变器作为微电网中的关键性接口电路，对微电网的电能质量起到了决定性的作用。然而随着负载复杂度的增加，微电网中的不平衡负载以及非线性负载会对三相逆变器的输出电压的波形质量造成不利影响，引发三相电压不平衡问题以及电压畸变问题。

对于同步旋转坐标系下的四桥臂逆变器而言，无论是不平衡负载还是非线性负载，都会在输出电压中产生呈正弦规律变化的扰动。为了改善四桥臂逆变器在该类负载条件下的电压输出特性，就必须从控制系统的角度入手，提高四桥臂逆变器对于负载引起的电压扰动的抑制能力。而传统的PID控制器对正弦规律变化的扰动信号的抑制效果较差，而现有的重复控制器虽然具有高精度的稳态特性，能够解决了控制系统中对于负载引入的周期性扰动信号抑制能力不足的问题，但是现有的重复控制器采用的数字内模为，根据其幅频特性，现有的重复控制器在误差信号的基频及其所有次倍频处（奈奎斯特频率以下）的增益均为无穷大，这种幅频特性保证了它能够对奈式频率以下的所有奇偶次谐波进行无静差跟踪，但是却需要占用重复控制器内2N个数据存储单元，占用了较大的数据存储量和处理量。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种内嵌式重复控制器，能够有效地降低数据存储量和处理量，与现有PID控制器共同作用，不仅能够有效的抑制各次谐波的扰动，而且可以弥补重复控制本身动态响应能力不足的问题。

本发明还提供一种四桥臂逆变器的电能质量控制方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种内嵌式重复控制器，采用奇次谐波重复控制器或偶次谐波重复控制器进行重复控制，其中

所述奇次谐波重复控制器在离散形式下的数学内模如下：

（1）；

所述偶次谐波重复控制器在离散形式下的数学内模如下：

（2）；

在式（1）和式（2）中，为基波频率，为采样频率，为单位基波周期的采样次数。

进一步地，所述奇次谐波重复控制器的离散传递函数如下：

（3）；

在式（3）中，为重复控制增益量，为低通滤波模型，为相位超前补偿模型。

进一步地，若采用奇次谐波重复控制器，则该内嵌式重复控制器的输出量Y（z）与参考量R（z）满足如下公式：

（4）；

且输出量Y（z）与扰动量D（z）满足如下公式：

（5）；

在式（4）和式（5）中，为PID控制模型，为被控对象的系统模型，为该内嵌式重复控制器在不考虑所述奇次谐波重复控制器下的闭环传递函数；

该内嵌式重复控制器稳定需满足以下条件：

条件1：该内嵌式重复控制器在不考虑所述奇次谐波重复控制器下本身即为稳定系统；

条件2：满足如下公式：

。