[发明专利]一种基于扩展李雅普诺夫函数的储能逆变器控制方法

说明书

本发明公开了一种基于扩展李雅普诺夫函数的储能逆变器控制方法，涉及分布式电源并网逆变器控制技术领域，通过在控制输入中加入输出电压误差，来修改基于李雅普诺夫函数的控制；设定选择控制器增益的准则，消除输出电压中的稳态误差；基于李雅普诺夫函数的控制以输出电压中的稳态误差为代价获得系统全局渐近稳定，该误差由于缺少外部电压而存在于控制输入循环，而本发明提出了一种基于扩展李雅普诺夫函数的控制策略，在不破坏闭环系统全局稳定性的情况下消除了稳态误差；本发明提出的控制方法不仅提供了全局稳定性，而且还产生了具有相当低的THD的优质正弦电压，输出电压的稳态误差几乎为零，并且在线性和非线性负载下具有快速的动态响应。

技术领域

本发明属于分布式电源并网逆变器控制技术领域，具体涉及一种基于扩展李雅普诺夫函数的储能逆变器控制方法。

背景技术

随着现在科技的不断发展，储能逆变器广泛用于不间断电源(UPS)系统，以在公用电源故障的情况下为关键负载供电。如何设计出适当的控制方法以具有低总谐波失真(THD)、良好的电压调节最好是零稳态误差、快速的动态响应、以及在线性和非线性负载下具有高稳定性等性能，是一个具有挑战性的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于扩展李雅普诺夫函数的储能逆变器控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于扩展李雅普诺夫函数的储能逆变器控制方法，方法包括以下步骤：

通过在控制输入中加入输出电压误差，来修改基于李雅普诺夫函数的控制；

设定选择控制器增益的准则，消除输出电压中的稳态误差。

进一步地，描述逆变器操作的方程为：

进一步地，控制输入根据其稳态和扰动项定义如下

u＝U_o+Δu

其中U_o和Δu分别表示控制输入的稳态和扰动值，设电感器电流和电容器电压在稳态：u＝U_o时跟踪它们的参考值，则能够获得且在稳态下的解为：

设定状态变量x₁和x₂，且将x₁和x₂代入和中，则：

其中表示x的时间导数。

进一步地，考虑由存储在电感器和电容器中的能量构造以下李雅普诺夫函数：

对于所有x≠0且V(x)→∞，当||x||→∞时，有V(0)＝0，V(x)0；为了确定逆变器在其平衡点附近的全局稳定性，

将和代入中得出：

且得出如果选择扰动控制输入为

Δu＝K_iV_sx₁,K_i＜0。