[发明专利]一种用于逆变器的预测型离散复变量谐振控制方法

说明书

本发明公开一种用于逆变器的预测型离散复变量谐振控制方法，所述控制方法包括以下步骤：步骤一：采用复变量建立了αβ坐标系下三相逆变器时域离散状态空间模型；步骤二：设计一种预测型复变量离散谐振控制器；步骤三：形成三相逆变器离散闭环控制模型；步骤四：设计离散状态反馈控制律；步骤五：设计参考值前馈与负载电流前馈控制律，通过前馈控制设计实现自由配置系统闭环零点，利用闭环零点抵消主导闭环极点，从而消除系统的慢动态过程。本发明用以实现逆变器无稳态误差的输出电压控制，其次建立逆变器离散状态空间模型，结合发明的预测型离散复变量谐振控制器，实现逆变器输出电压无稳态误差跟踪控制，提高系统动态响应。

技术领域

本发明涉及一种分布式电源逆变器控制技术领域，具体是一种用于逆变器的预测型离散复变量谐振控制方法。

背景技术

分布式能源多为直流电源，往往需经由电力电子变换器接入电网，其中逆变器控制技术因其具备智能电网支持功能的特点而得到了广泛的应用。分布式电源接口逆变器主要有三种类型：电网馈入型、电网构成型和电网支持型。电网馈入型主要采用P/Q控制，传统的可再生能源大多以电压跟随型的P/Q控制方式来实现最大功率输出，但这种控制方式并不能够有效阻尼可再生能源的功率波动，可能会给电网带来电压分布不均、电能质量问题和谐波问题。电网构成型为定电压定频率的电压控制方式，类似于单台不间断电源的控制方式，该控制方式多为孤岛微电网运行下为整个电网提供电压基准值。电网支持型接口逆变器是一种电网友好型的接入控制方式，能够根据电网频率及电压的变化适时调整自身的有功或无功出力，从而达到主动参与电网电压及频率调节的控制效果。随着可再生能源大规模并网，分布式能源在参与电网调节的作用愈发明显，使得电网支持型接口逆变器越来越受关注。其中，尤其是电压控制型的电网支持型逆变器，更因其特有的优点，如具有类似于传统发电机的电压源特性、便于并网和孤岛模式之间的切换、便于多电源之间功率共享及分配等，获得了广泛的研究和应用。针对上述情况，现提出一种用于逆变器的预测型离散复变量谐振控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于逆变器的预测型离散复变量谐振控制方法，用以实现逆变器无稳态误差的输出电压控制，其次建立逆变器离散状态空间模型，结合发明的预测型离散复变量谐振控制器，实现逆变器输出电压无稳态误差跟踪控制，提高系统动态响应。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于逆变器的预测型离散复变量谐振控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：对于具有LC滤波器配置的三相逆变电路，基于时域离散状态空间模型，采用复变量建立了αβ坐标系下三相逆变器时域离散状态空间模型；

步骤二：设计一种预测型复变量离散谐振控制器，实现逆变器无稳态误差控制；

步骤三：结合步骤一建立的三相逆变电路时域离散状态空间模型、步骤二设计的预测型复变量离散谐振控制器、设计状态反馈、参考值前馈以及负载电流前馈，形成三相逆变器离散闭环控制模型；

步骤四：通过线性矩阵不等式方法(LMI)优化设计离散状态反馈控制律，优化设计状态反馈控制增益，以优化状态变量运动模态；

步骤五：设计参考值前馈与负载电流前馈控制律，通过前馈控制设计实现自由配置系统闭环零点，利用闭环零点抵消主导闭环极点，从而消除系统的慢动态过程。

进一步地，所述步骤一中αβ坐标系下三相逆变器离散时域状态空间模型为：

式中θ(k)为控制延时引入的状态变量，其他矩阵为：

式中T_s表示采样时间，为LC谐振频率。