【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力電子控制，具體涉及基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法。
技術介紹
1、進入21世紀以來，傳統化石能源的廣泛應用為國家的發展提供了動力，有效促進了科技的進步。然而全球能源消耗的迅速增長也帶來了環境污染和溫室效應，發展新能源是解決這一問題的有效方法。在此背景下，分布式電源孕育而生，但是由于分布式電源受到天氣等因素的影響具有一定的間歇性，輸出的功率不穩定。
2、以光儲聯合發電系統為例，在實際運行時受到光照、溫度和負荷投切等影響，功率流動方向會隨機變化，直流母線電壓發生波動從而影響系統的穩定性。因此，如何更好的控制儲能變流器(power?conversion?system,pcs)具有重要的意義。根據微電網的實際需要，不同情況下需要采用不同的控制框架，常用的控制策略有電壓電流雙閉環控制、vsg控制、恒功率控制、恒壓恒頻控制和下垂控制等。目前，并網變流器大多采用電壓電流雙閉環控制以更好的保證直流母線電壓的穩定，降低沖擊電流對儲能電池的影響。
3、在pcs的控制算法中，傳統的pi控制是線性算法，易于實現但難以達到理想的控制效果。因此國內外學者提出了許多非線性的控制，但都存在各自的缺陷，如滑模控制會引起抖振問題；模型預測控制計算量較大且參數眾多，實際應用受限；能量成型控制對數學模型精度要求較高，在現實中難以獲得；模糊控制規則中的模糊子集和隸屬度函數選擇缺少相應的理論根據和數學推導，需要憑經驗設計等。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供基于互
2、本專利技術所采用的技術方案是，基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，用于控制儲能變流器pcs的雙向dc/ac變流器電壓外環，具體按照以下步驟實施：
3、步驟1：建立pcs的數學模型；
4、步驟2：降階級聯擴張狀態觀測器設計；
5、步驟3：狀態誤差反饋律設計
6、步驟3.1：等效控制律設計；
7、步驟3.2：改進指數趨近律設計；
8、步驟3.3：切換魯棒控制律設計。
9、本專利技術的特點還在于，
10、步驟1具體為，
11、儲能變流器pcs包括雙向dc/ac變流器和雙向dc/dc變換器，其中，雙向dc/ac變流器電路在三相靜止adc軸坐標系下的數學模型為：
12、
13、式(1)中，l為濾波電感，r為電網側線路等效電阻，ia、ib、ic為電網側相電流，ea、eb、ec為電網側相電壓，ua、ub、uc為pcs交流側各相的電壓，udc為電容c兩端的電壓，即直流母線電壓；sk為晶閘管工作狀態的開關函數，定義為：
14、
15、雙向dc/ac變流器電路通過坐標變換得到在兩相旋轉dq坐標系下的數學模型為：
16、
17、式(3)中，iout是前級雙向dc/ac變流器輸入到后級雙向dc/dc變換器的電流，ω為電網電壓的角頻率；ed、id、sd分別為電網側在d軸上的電壓、電流、開關函數；eq、iq、sq分別為電網側在q軸上的電壓、電流、開關函數；vd、vq分別為雙向dc/ac變流器逆變側輸出電壓在d、q軸上的分量。
18、步驟2具體為：
19、對式(3)中udc求二階導得：
20、üdc＝bid+f??(4)
21、式(4)中，f為雙向dc/ac變流器系統的總擾動，b為系統的輸入增益，c為pcs直流側穩壓電容；
22、定義直流母線電壓跟蹤誤差θ為：
23、θ＝uref-udc.??(5)
24、式(5)中，uref為直流母線的參考電壓；
25、由于無法給出輸入增益b的精確值，因此定義fd為系統新的總擾動，b0為主路系統輸入增益b的估計值，聯立式(4)和式(5)得:
26、
27、式(6)中，fd＝ürer-f+(b0-b)id；
28、將fd擴張為新的狀態變量，令x1＝θ、x3＝fd，進而系統的狀態方程表示為：
29、
30、針對式(7)所示狀態方程設計擴張狀態觀測器(extended?state?observer,eso)為：
31、
32、式(8)中，ω0為觀測器帶寬；分別為x1、x2、x3的估計值；
33、對擴張狀態觀測器eso進行降階處理，并構建第二級降階eso，設計降階級聯擴張狀態觀測器。
34、對擴張狀態觀測器eso進行降階處理，并構建第二級降階eso，設計降階級聯擴張狀態觀測器具體為，
35、由于狀態變量x1直接通過電壓傳感器測量而無需觀測，因此將式(8)改寫為：
36、
37、式(9)中，中間變量z2、z3滿足：
38、
39、通過式(9)對eso進行降階處理，并構建第二級降階eso估計剩余擾動，第二級降階eso設計為：
40、
41、式(11)中，與均用以估計狀態變量x2，用以觀測狀態變量x3的殘留觀測值；
42、最終x2的觀測值v2、x3的觀測值v3表示為：
43、
44、降階級聯擴張狀態觀測器設計完成。
45、步驟3.1具體為：
46、定義廣義滑模面sg為：
47、
48、式(16)中，η是滑模面常數，滿足η>0；0<m＝a/b<1，a、b均為正奇數；
49、設計與廣義滑模面正交的互補滑模面sc為:
50、
51、由式(16)和式(17)求得：
52、
53、基于等效控制方法，設計等效控制律ueq為：
54、
55、步驟3.2具體為：
56、為使閉環系統狀態變量在有限時間內到達滑模面，選用指數趨近律，所設計的改進指數趨近律為：
57、
58、式(21)中，ε、q為常數，滿足ε>0、q>0，定義函數f1(s)＝sgn(s)，f2(s)＝f(s)sgn(s)。
59、步驟3.3具體為：
60、由式(21)，切換魯棒控制律設計為：
61、
62、聯立式(19)和式(22)得：
63、
64、式(23)中，u＝η[v2(2+mθm-1)+η(θ+θm)+sg]+εf(s)sgn(s)+qs。
65、本專利技術的有益效果是：
66、本專利技術基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，設計了一種基于降階級聯擴張狀態觀測器(cascade-reduced?extended?state?observer,creso)和改進互補終端滑模控制(te本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，用于控制儲能變流器PCS的雙向DC/AC變流器電壓外環，其特征在于，具體按照以下步驟實施：
2.根據權利要求1所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟1具體為，
3.根據權利要求2所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟2具體為：
4.根據權利要求3所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述對擴張狀態觀測器ESO進行降階處理，并構建第二級降階ESO，設計降階級聯擴張狀態觀測器具體為，
5.根據權利要求4所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟3.1具體為：
6.根據權利要求5所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟3.2具體為：
7.根據權利要求6所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟3.3具體為：
【技術特征摘要】
1.基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，用于控制儲能變流器pcs的雙向dc/ac變流器電壓外環，其特征在于，具體按照以下步驟實施：
2.根據權利要求1所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟1具體為，
3.根據權利要求2所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在于，所述步驟2具體為：
4.根據權利要求3所述的基于互補終端滑模的儲能變流器自抗擾控制方法，其特征在...
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