[发明专利]基于残差生成器的微电网逆变器电压控制方法以及装置

说明书

本公开是关于一种基于残差生成器的微电网逆变器电压控制方法、装置。其中，该方法包括：建立三相逆变电路的线性化三相逆变电路的状态空间方程，并生成基于线性二次型调节器的三相逆变电路的状态空间方程；根据动态补偿理论，建立基于残差生成器的动态补偿控制模型，并求解计算动态补偿控制器的矩阵表达式；基于所述线性二次型调节器的三相逆变电路的状态空间方程及所述动态补偿控制器的矩阵表达式对所述微电网逆变器电压实现稳定电压控制。本公开通过基于残差生成器的微电网逆变器电压控制，提升了系统的暂态响应速度和鲁棒性，能够在保证暂态响应速度不变的情况下提高逆变器的抗扰能力。

背景技术

进入21世纪以来，国民市场的电力资源发展有了一个质的飞跃，从传统性的电力发展到现在具有现代电力电子科技的电力市场。分布式电源、储能装置、负荷以及各种各样的控制系统组合成了微型电网，这些微电网既可以与大电网连接，也可以独立运行。这就对微电网自身提出了灵活可控、弹性坚强的要求，也对其安全可靠性带来了巨大挑战。微电网目前主要包括直流、交流以及混合型三种，直流微电网能量损耗少、效率高且无需考虑相位及频率等问题，大大减轻了控制负担，但目前交流负荷仍然占大多数，因此交流微电网运用最为广泛。

针对微网现有的几大扰动问题，主要存在的解决办法如下：基于扰动观测器的控制器补偿控制策略，并与传统PID控制进行了对比，提升了系统的鲁棒性，然后此现有技术电压幅值在投切负载时仍有较大的波动；基于扰动观测器的电流前馈控制方法，在无需增加额外的传感器的情况下，实现了对输出电压波动的抑制，并给出了普适性的参数计算方法，然后此现有具有技术计算量大，结构复杂的缺点；双级式变流器，该变流器结合了功率平衡和时滞补偿的方法，并通过前馈来抑制母线电压的波动，结构简单，容易实现，但是需要外加传感器提取相应的电流，不易实现；基于非线性干扰观测器的电压控制方法，可以有效地抑制母线电压的波动，但是逆变器存在dq轴耦合的关系，会使得系统变得十分复杂。

因此，需要一种或多种方法解决上述问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于残差生成器的微电网逆变器电压控制方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种基于残差生成器的微电网逆变器电压控制方法，包括：

建立三相逆变电路的线性化三相逆变电路的状态空间方程，并根据所述线性化三相逆变电路的状态空间方程及最优控制理论，生成基于线性二次型调节器的三相逆变电路的状态空间方程；

根据动态补偿理论，建立基于残差生成器的动态补偿控制模型，并求解计算动态补偿控制器的矩阵表达式；

基于所述线性二次型调节器的三相逆变电路的状态空间方程及所述动态补偿控制器的矩阵表达式对所述微电网逆变器电压进行控制，实现基于残差生成器的微电网逆变器电压控制。

在本公开的一种示例性实施例中，根据三相逆变电路的拓扑结构，将三相静止坐标系转换到dq旋转坐标系，建立三相逆变电路的线性化三相逆变电路的状态空间方程：

其中，为状态空间方程的状态变量，y为状态空间方程的输出变量，ω为基波角频率，R_f、L_f为交流侧滤波电感等效电阻和电感值，C_f为交流侧滤波电容。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括，根据所述线性化三相逆变电路的状态空间方程及最优控制理论，生成基于线性二次型调节器的三相逆变电路的状态空间方程：

其中，