[发明专利]一种储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制方法

说明书

本发明公开了一种储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制方法，具体包括以下步骤：S1.构建储能并网逆变器的数学模型；将该数学模型中网侧逆变器电压方程通过Park变换后得到在同步旋转dq坐标系下的功率，并进行解耦控制；S2.构建改进的一阶线性自抗扰控制系统；S3.建立PI控制系统；S4.将改进后的一阶线性自抗扰控制系统作为外环电压环、PI控制系统作为内环电流环应用于储能并网逆变器中，得到储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制系统。本发明硬件装置设计简单、易于实现；提高了系统的抗高频噪声的扰动观测能力，并保证了并网电流和电压的稳定输出，进而优化储能并网时网侧低电压穿越故障下对直流母线电压的控制性能。

技术领域

本发明涉及储能系统的并网控制领域，特别是涉及一种储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制方法。

背景技术

随着风力发电系统、光伏发电系统的不断入网，储能系统进行并网也正成为当前的研究热点。在储能并网系统中，并网逆变器的设计使整个系统控制的核心，同时也是DC-AC转换的电力电子变换器。

传统的储能逆变系统一般采用比例-积分(PI)的电压电流双环控制，其具有简单、易于实现的优点，但对于多变量、强耦合、强非线性、系统参数摄动的场合，传统的PI双闭环控制也难以取得理想的控制效果。中国科学院韩京清研究院在非线性比例-积分-微分(PID)控制器的基础上，提出了自抗扰控制(ADRC)的概念，该设计的ADRC不依赖于被控对象精确地数学模型，大大简化了控制系统的设计。但传统非线性ADRC包含的参数过多，整定困难，为了减少参数整定的数量，美国知名学者高志强教授对ADRC的各结构进行了线性化设计，提出了一种线性ADRC方法，该方法将宽带的概念引入到ADRC中，将控制器参数与控制器带宽和观测器带宽相联系，算法简单，易于工程实现，极大程度的减小了调试的难度。但是传统的线性自抗扰控制(LADRC)技术抗高频噪声抑制能力差，即在实际系统中易受电网电压波动的影响。

综上所述，寻找一种储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制的方法成为研究人员关注的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，提供一种储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制方法，目的在于稳定直流测母线电压的动态性能，改善传统的线性自抗扰控制(LADRC)技术抗高频噪声抑制能力差，即在实际系统中易受电网电压波动的影响的问题，以此来更好地改善储能系统并网时网侧低电压穿越的影响问题。

为实现上述目的，本发明提供一种储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

S1.构建储能并网逆变器的数学模型；将该数学模型中网侧逆变器电压方程通过Park变换后得到在同步旋转dq坐标系下的功率，并进行解耦控制；

S2.构建改进的一阶线性自抗扰控制系统；

S3.建立PI控制系统；

S4.将改进后的一阶线性自抗扰控制系统作为外环电压环、PI控制系统作为内环电流环应用于储能并网逆变器中，得到储能并网逆变器的新型双闭环线性自抗扰控制系统。

优选地，所述步骤S1具体为：

S11.建立储能并网逆变器数学模型；该数学模型包括网侧逆变器电压方程；

S12.对网侧逆变器电压方程进行Park变换，得到同步旋转dq坐标系下的网侧逆变器电压方程；

S13.将电网的三相对称电压分别在d轴和q轴上投影，得到逆变器输出电压在旋转坐标dq轴上的分量；

S14.储能并网逆变器系统选取基准电压和功率，参数采用标幺值，通过得到的储能并网逆变器输出的瞬时有功功率和无功功率来进行解耦。

优选地，所述步骤S2具体为：