[发明专利]一种光伏并网逆变器的控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏并网逆变器的控制系统，包括QPR控制器和H∞控制器；所述QPR控制器用于对光伏并网逆变器中直流母线电压的外环控制；所述H∞控制器用于对光伏并网逆变器中并网电流的控制。本发明可实现交流信号的无误差跟踪，且抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器的控制方法，属于电力电子领域。

背景技术

近年来，太阳能因其清洁环保，易于开发等优点，使光伏并网发电广受关注。并网逆变器作为并网发电的核心，其性能的好坏直接决定了并网发电的效率。但是，由于非线性元件的存在以及存在不平衡负载、电网电压波动等问题，导致并网电流中存在大量谐波电流，从而使并网电能质量变差。同时由于光伏系统极易受到外部环境的影响，导致光伏系统运行的稳定性降低。

目前广泛应用于并网逆变器控制的是PI调节器。PI调节器虽然结构简单，动态响应好，但是无法实现交流信号的无误差跟踪。其他几种常见方法在抗干扰能力方面存在不足。

发明内容

本发明是提供一种光伏并网逆变器的控制系统，可实现交流信号的无误差跟踪，且抗干扰能力强。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种光伏并网逆变器的控制系统，包括QPR控制器和H∞控制器；所述QPR控制器用于对光伏并网逆变器中直流母线电压的外环控制；所述H∞控制器用于对光伏并网逆变器中并网电流的控制。

优选地，所述H∞控制器由以下步骤获得：根据被控对象P的状态空间方程获得被控对象P的传递函数P(s)；对所述传递函数P(s)进行加权函数优化，获得广义被控对象P’的传递函数矩阵；利用matlab程序求解出H∞控制器的传递函数C_∞(s)，获得H∞控制器。

优选地，所述被控对象P的传递函数P(s)为：

P(s)＝[D₁ D₂]+C₁(sI-A)^-1[B₁ B₂] (1)

其中，s为传递函数中的复参数，I为单位矩阵，A、B₁、B₂、C₁、D₁、D₂为系统状态空间矩阵。

优选地，根据权利要求2所述伏并网逆变器的控制系统，其特征在于：所述广义被控对象P’的传递函数矩阵为：

其中，P₁₁、P₁₂为传达函数P(s)分块，W₀，W₁，W₂为加权函数，I为单位矩阵，s为传递函数中的复参数。

优选地，根据权利要求2所述伏并网逆变器的控制系统，其特征在于：所述H∞控制器的传递函数C_∞(s)为：

其中，s为传递函数中的复参数。

本发明通过直流母线电压外环施加QPR控制器，可获得逆变器输出电流参考值，降低控制器设计难度，同时有效解决了传统PI控制器无法实现交流信号的无误差跟踪的问题，实现电网基波频率的无静差跟踪。本发明系统中的H∞控制器，其鲁棒性强，通过采用加权函数的方法，优化并网电流的谐波输出，提高输出电流的质量，提高了本系统的抗干扰能力。