[发明专利]基于状态观测器的电动汽车V2G逆变控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于状态观测器的电动汽车V2G逆变控制方法，用于控制电动汽车V2G逆变器，所述V2G逆变器由三相四桥臂功率电路、LCL滤波器和控制器组成，所述控制器通过控制功率变换电路中开关管的开通与关断，将直流电转换为交流电，经所述LCL滤波器并入电网，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

1)将所述三相四桥臂功率电路解耦为三个独立的单向控制回路；

2)将三阶LCL滤波器通过加权平均电流控制降为一阶滤波器，逆变侧电感电流使用状态观测器进行观测，输出电流传递函数G_p(s)；

3)基于所述一阶滤波器建立模型，设计无差拍控制器和重复控制器；

4)获取所述V2G逆变器的三相并网电流参考值，在每个控制采样周期内将并网电流参考值与反馈控制电流进行比较，并将所得偏差值送入所述无差拍控制器和重复控制器，对偏差值进行计算得到逆变侧输出电压控制量并归一化，经脉宽调制器得到驱动信号用于控制功率变换电路中开关管的开通与关断；

所述步骤2)中将三阶LCL滤波器通过加权平均电流控制降为一阶滤波器的方法为：

21)引入加权平均电流控制，将逆变侧电感电流i_1j与并网侧电感电流i_2j进行加权平均，j为a,b,c三相；

22)在s域，所述逆变侧电感电流i_1j和并网侧电感电流i_2j相对于逆变侧输出电压u_jn的传递函数分别为：

则加权平均电流i_j的频域表达式为：

i_j(s)＝αi_1j(s)+(1-α)i_2j(s) (2)

加权平均电流i_j的离散时域表达式为：

i_j(k)＝αi_1j(k)+(1-α)i_2j(k) (3)

定义加权系数α＝L₁/(L₁+L₂)，代入式(2)并结合式(1)得到加权平均电流i_j相对于u_jn的传递函数为:

式中，L₁为逆变侧电感；L₂为并网侧电感；R为阻尼电阻；C为滤波电容；逆变侧输出电压u_jn＝u_j-u_n，j＝a,b,c，u_a,u_b,u_c,u_n为四个桥臂中点电压；

所述状态观测器的表达式为：

式中，为系统k时刻观测器状态量，为系统k时刻观测器输出量，u^*_jn为逆变侧输出电压指令值；u_gj为电网电压；G、H₁、H₂、K、D为矩阵系数。

2.根据权利要求1所述的基于状态观测器的电动汽车V2G逆变控制方法，其特征在于：式(3)中的逆变侧电流i_1j，用式(9)所述的状态观测器状态观测如下：

3.根据权利要求1所述的基于状态观测器的电动汽车V2G逆变控制方法，其特征在于：所述步骤3)中无差拍控制器的表达式为：

式中，u_jn为逆变侧输出电压；u_gj为电网电压；k为采样时刻；L为等效电感；R_L为等效电感L的寄生电阻；i_jref为给定参考电流；i_j为加权平均电流；T_s为采样周期。