[发明专利]一种改进的并网逆变器电网电压观测方法

说明书

本发明公开了一种改进的并网逆变器电网电压观测方法，该方法包括以下步骤：采样并网逆变器的abc三相输出电流i_a、i_b、i_c和abc三相输出电压u_a、u_b和u_c，并将三相电流和电压变换到静止αβ坐标系上，得到电流i_α、i_β和电压u_α、u_β；将电流i_α、i_β和电压u_α、u_β代入滑模观测器以观测电网电流和第一电网电压在两相αβ静止坐标系上的两个分量和采用低通滤波器滤除观测的第一电网电压中所含有的滑模噪声，得到观测的第二电网电压在两相αβ静止坐标系上的两个分量对观测的第二电网电压进行相位幅值补偿，从而得到观测的最终电网电压在两相αβ静止坐标系上的两个分量根据观测的最终电网电压在两相αβ静止坐标系上的两个分量对滑模观测器增益M进行自适应调整，以保证滑模观测器稳定并削弱滑模噪声。本发明专利不仅可以实现电网电压的准确观测，而且具有算法设计简单、计算量小等优点。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种改进的并网逆变器电网电压观测方法。

背景技术

在光伏、风电等新能源并网发电系统和柔性直流输电系统中，并网变流器和换流阀都需要实时采集电网电压信息以调节自身的有功功率和无功功率。一旦电网电压传感器出现故障，必将导致并网逆变器和换流阀无法正常运行。为了增强并网变流器和换流阀在电网电压传感器出现故障时的容错运行能力，电网电压观测方法得到广泛研究。然而，传统的电网电压观测方法还存在设计复杂、计算量大等问题。

申请号为202011020240.X的中国发明专利“一种并网逆变器无交流电压传感器控制方法”提出了一种基于扩张状态观测器的电网电压观测方法和并网电流控制方法。然而，所提出的电网电压观测方法需要设计多个观测器参数，设计过程较复杂。

申请号为201410404273.2的中国发明专利“具有频率自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法”提出了一种基于二阶广义积分器的电网电压观测方法，可以实现电网电压的自适应观测。然而，所提方法需要使用4个二阶广义积分器，计算量较大。

申请号为201711406759.X的中国发明专利“一种基于滑模观测器的单相电网电压参数的鲁棒估计方法”提出了一种基于滑模观测器的电网电压观测方法，可以实现单相电网电压的自适应观测。然而，所提方法需要设计多个观测器参数，设计过程较复杂，计算量较大。

申请号为201910376079.0的中国发明专利“一种永磁同步电机反电动势观测方法”提出了一种基于二阶滑模观测器的永磁同步电机反电动势观测方法。然而，所提方法需要使用4个低通滤波器，且需要进行复杂的反电动势相位和幅值补偿，计算量较大。

发明内容

针对现有电网电压观测方法存在设计过程复杂、计算量较大等问题，本发明提出了一种改进的并网逆变器电网电压观测方法，通过设计自适应滑模观测器、低通滤波器与自适应补偿算法和滑模增益自适应调整方法，实现了电网电压的快速准确观测，降低了算法的设计复杂度和计算量。

本发明提出了一种改进的并网逆变器电网电压观测方法，包括如下步骤：

S1：采样并网逆变器的abc三相输出电流i_a、i_b和i_c，并将其变换到两相αβ静止坐标系上，得到电流i_α、i_β；

S2：采样并网逆变器的abc三相输出电压u_a、u_b和u_c，并将其变换到两相αβ静止坐标系上，得到电压u_α、u_β；