[发明专利]一种并网PV光伏逆变器中的分数阶滑模控制方法

说明书

本发明公开一种并网PV光伏逆变器中的分数阶滑模控制方法，步骤包括：1)确定并网PV光伏逆变器滑模控制的误差量；2)根据所述误差量构造分数阶滑模面；3)根据分数阶滑模面得到PV光伏逆变器的控制输入，从而调节逆变器的输出。本发明通过分数阶滑模控制策略控制逆变器输出电压，能够较好的消除抖振现象的同时拥有较快的趋近速度。

技术领域

本发明涉及滑模控制技术领域，具体是一种并网PV光伏逆变器中的分数阶滑模控制方法。

背景技术

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。光伏发电作为新能源发电方式的一种，由于其清洁、环保、不受地域限制、近乎无穷无尽等优点，愈发受到人们的关注。但是由于光伏发电的分布式发电方式使得其在并入电网时会让系统稳定性降低，因此需要对其施加相应的控制策略。由于滑模控制器的快速性，可实现性以及具有较高的鲁棒性，使得其常常用来追踪光伏发电的最大功率点以及作为逆变控制器。然而，滑模控制也因为其可能产生抖振现象从而影响其在控制某些易受高次谐波影响的系统时的整体性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种并网PV光伏逆变器中的分数阶滑模控制方法，包括以下步骤：

1)确定并网PV光伏逆变器滑模控制的误差量。

所述并网PV光伏逆变器滑模控制的误差量包括逆变器输出电流直轴误差e_d和交轴误差e_q，即：

式中，i_d，i_q是逆变器输出电流的直轴分量与交轴分量。是逆变器输出电流直轴分量以及交轴分量的参考值。

2)根据所述误差量构造分数阶滑模面。

分数阶滑模面如下所示：

式中，D^α-1(·)代表第(α-1)阶R-L分数阶积分。0＜α＜1。0＜γ_d＜1。 0＜γ_q＜1。λ_d、λ_q是两个控制常量。S_d、S_q表示交直轴滑模面。

其中，参数sig(e)^γ如下所示：

sig(e)^γ＝|e|^γsgn(e) (5)

式中，0＜γ＜1。

符号函数sgn(e)如下所示：

3)根据分数阶滑模面控制PV光伏逆变器的输入，从而调节逆变器的输出。

根据分数阶滑模面控制PV光伏逆变器的输入的步骤包括：

3.1)对分数阶滑模面进行微分，得到：

3.2)定义趋近率为：

式中，K是正实数。0＜χ＜1。0＜β＜1。sgn(S_d)、sgn(S_q) 为符号函数。

3.3)将式(8)以及逆变器状态方程带入式(9)-(10)，得到并网PV光伏逆变器的控制输入，即：