[发明专利]一种基于参数在线辨识的单相LCL型逆变器预测控制方法

说明书

本发明涉及并网逆变器控制领域，特别地涉及一种基于参数在线辨识的单相LCL型逆变器预测控制方法。本发明公开了一种基于参数在线辨识的单相LCL型逆变器预测控制方法，使用在线辨识特定参数的递推最小二乘法并根据系统中输入输出电流电压信息实现在线辨识并网侧电感L_g和其寄生阻抗R_g，并将辨识结果实时反馈到控制系统中，更新设计的FCS‑MPC价值函数，通过比较价值函数在预测的下一个周期不同开关状态的值，选出最优的开关状态，实现高精度的电流跟踪自适应控制。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体地涉及一种基于参数在线辨识的单相LCL型逆变器预测控制方法。

背景技术

为解决人类社会目前面临的能源紧缺及环境污染的严重问题，开发基于可再生能源的分布式发电系统是主要途径。并网逆变器是太阳能、风能等可再生能源输入电网的桥梁，其通常采用脉冲宽度调制(PWM)策略，因此并网电流中存在丰富的开关谐波。为抑制并网电流中的开关谐波，需要选取合适的输出滤波器。并网逆变器的输出滤波器有L型和LCL型两种类型，L型滤波器具有结构简单的优点，但若想要降低并网电流中的开关谐波，需要使用大阻值电感才能达到目的，将会造成电能的损失。而LCL型滤波器是在L型滤波器的基础上增加一个旁路电容C，该电容可以为高频谐波电流提供通路。与L型滤波器相比，LCL型滤波器的两个电感值之和小于L型滤波器单电感值，因此体积更小、成本更低。

LCL型滤波器在设计过程中通常可以根据额定负载功率，计算得到系统中的额定阻抗值，但由于制造工艺不同和老化现象，系统阻抗存在不确定性。并且逆变器工作环境恶劣，通常也存在着电网电压畸变、阻抗变化等未知扰动，使LCL型并网逆变器不能正常工作，威胁整个电网系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于参数在线辨识的单相LCL型逆变器预测控制方法用以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于参数在线辨识的单相LCL型逆变器预测控制方法，包括如下步骤：

S1，获取并网逆变器的桥臂输出电压U_in、逆变器侧电流i₁、并网侧电流i_g、并网电压U_g和滤波电容电压U_c；

S2，根据步骤S1获得的数据，推导出并网逆变器的数学模型；

S3，根据并网逆变器的数学模型，使用一阶后项欧拉近似将并网逆变器的数学模型离散化得到逆变器侧电流、并网侧电流和滤波电容电压的预测值数学模型；

S4，建立状态空间方程，使用递推最小二乘法在线辨识出并网侧电感L_g和其寄生阻抗R_g；

S5，根据步骤S3和S4获得的数据，设计价值函数，通过比较价值函数在预测的下一个周期不同开关状态的值，选出最优的开关状态，实现电流跟踪自适应控制。

进一步的，步骤S1中，采用传感器获取并网逆变器的桥臂输出电压U_in、逆变器侧电流i₁、并网侧电流i_g、并网电压U_g和滤波电容电压U_c。

进一步的，所述数学模型如下：

其中，L₁，L_g分别为逆变器侧和并网侧电感，R₁，R_g分别为逆变器侧和并网侧电感的寄生阻抗，C是滤波电容。

更进一步的，所述逆变器侧电流、并网侧电流和滤波电容电压的预测值数学模型如下：