【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于分布式發(fā)電(distributed?generations，dg)研究領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于自適應(yīng)反步滑模控制的分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器波動(dòng)抑制控制方法。
技術(shù)介紹
1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和能源技術(shù)的不斷發(fā)展，能源在社會(huì)中的地位愈發(fā)重要。為此，加快以可再生能源為中心的新型電力系統(tǒng)建設(shè)，提升新能源的接入和消納能力。然而，盡管分布式可再生能源，如光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，具有環(huán)保、清潔且取之不盡的優(yōu)點(diǎn)，但由于其波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中仍存在許多問題。作為分布式發(fā)電(dg)與電網(wǎng)之間的橋梁，分布式發(fā)電的并網(wǎng)逆變器是實(shí)現(xiàn)高效能源轉(zhuǎn)換和流動(dòng)的主要載體。分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的控制機(jī)制應(yīng)確保過渡過程性能優(yōu)異，確保系統(tǒng)平穩(wěn)度過暫態(tài)階段，并展現(xiàn)出卓越的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，包括減小超調(diào)量、減少振蕩次數(shù)、縮短調(diào)整時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。
2、目前，交直流混聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究方面多采用直接法，在交流系統(tǒng)穩(wěn)定性領(lǐng)域進(jìn)行延拓，以期尋找適用于交直流混聯(lián)系統(tǒng)的能量函數(shù)構(gòu)建方法及臨界能量的求取方法，但尚未從根本上解決直流系統(tǒng)的強(qiáng)非線性特點(diǎn)帶來的建模困難的問題。此外，直流控制方式和關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)對(duì)交直流混聯(lián)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響方面多停留于定性的關(guān)系揭示，缺乏定量的關(guān)系表達(dá)，難以描述不同控制方式的切換過程對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。以提升系統(tǒng)穩(wěn)定性為目標(biāo)的直流控制方式切換策略研究較少，多集中于控制環(huán)節(jié)參數(shù)優(yōu)化，但存在控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參數(shù)取值缺乏理論支撐等問題。
3、目前，廣泛使用的比例積分(pi)控制采用在平衡點(diǎn)處線性化的思
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于：提供一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法。首先，描述了dg并網(wǎng)轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)，并在兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，提出了一種自適應(yīng)滑模控制策略，以確保并網(wǎng)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崟r(shí)跟蹤并抑制系統(tǒng)的外部干擾，增強(qiáng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)功率波動(dòng)的能力。最后，通過仿真驗(yàn)證，證明所提控制系統(tǒng)的有效性。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：
3、一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，包括如下步驟：
4、1)建立并網(wǎng)變換器數(shù)學(xué)模型如下：
5、根據(jù)kvl定律寫出電壓電路方程，可得
6、
7、其中r、l、c分別為等效電阻、電感和電容，ia、ib、ic為三相交流電流，ea、eb、ec為交流側(cè)三相電壓，uan、ubn、ucn分別為變流器輸出的abc三相電壓，un0為中性點(diǎn)電壓。由此得到dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如下：
8、
9、其中，ud和uq分別為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下變流器交流輸出電壓的d軸、q軸分量；ed和eq分別為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下交流母線電壓的d軸和q軸分量；id和iq分別為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下變流器輸出電流的d軸和q軸分量；ω為基波頻率；
10、2)改進(jìn)波動(dòng)抑制控制方法如下：
11、對(duì)于式(1)建立的數(shù)學(xué)模型，引入控制目標(biāo)的積分項(xiàng)，選取狀態(tài)變量為
12、
13、其中，idref和iqref分別為變換器電流參考值在d軸和q軸上的分量，x1、x2、x3、x4分別為選取的狀態(tài)變量；考慮擾動(dòng)項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)狀態(tài)變量的導(dǎo)數(shù)寫為：
14、
15、式中，wd和wq為擾動(dòng)項(xiàng)；ud和uq為控制輸入，定義虛擬控制v1和v2，其與實(shí)際控制輸入ud和uq的關(guān)系為：
16、
17、因此，得到下式：
18、
19、采取以下坐標(biāo)變換
20、
21、其中c1和c2分別是x1和x3的光滑函數(shù)，z1和z3為新坐標(biāo)系；為增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，引入了滑模控制，d軸和q軸的積分滑模面sd和sq定義為：
22、sd＝z2+k1z1,sq＝z4+k2z3?(8)
23、式中，k1和k2為正積分滑模面參數(shù)；對(duì)式(8)中的滑模面進(jìn)行微分，可得：
24、
25、對(duì)wd和wq值進(jìn)行估計(jì)，引入估計(jì)偏差，估計(jì)偏差和定義為：
26、
27、式中和為擾動(dòng)的實(shí)際值；
28、為證明控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，定義以下lyapunov函數(shù)：
29、
30、對(duì)方程(11)的推導(dǎo)有：
31、
32、根據(jù)以下不等式：
33、znzn+1≤zn2/2+zn+12/2?(13)
34、式(12)寫成：
35、
36、將中間控制變量a1和a2設(shè)為：
37、
38、當(dāng)lyapunov函數(shù)導(dǎo)數(shù)滿足臨界穩(wěn)定性條件等于0時(shí)，應(yīng)滿足以下兩個(gè)方程：
39、
40、解得
41、
42、為了保證lyapunov函數(shù)的導(dǎo)數(shù)始終小于0，上式中應(yīng)引入負(fù)常數(shù)系數(shù)；因此，根據(jù)lyapunov漸近穩(wěn)定性原理，應(yīng)取為：
43、
44、其中α1,α2,α3,α4,λd,λq為正反饋系數(shù)。
45、前述一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，參數(shù)α1和α2均大于1。
46、前述一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，當(dāng)涉及到干擾項(xiàng)時(shí)，參數(shù)α3、α4、λd、λq大于零。
47、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：
48、1、區(qū)別于常規(guī)分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，本專利技術(shù)提出的自適應(yīng)滑模控制策略，確保并網(wǎng)逆變器能夠?qū)崟r(shí)跟蹤和抑制系統(tǒng)外部干擾，并增強(qiáng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)功率波動(dòng)的能力。
49、2、本專利技術(shù)的方法在系統(tǒng)受到干擾時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更好的跟蹤誤差，誤差波形更加穩(wěn)定，恢復(fù)時(shí)間更快。通過仿真驗(yàn)證，證明自適應(yīng)反步滑模控制相比傳統(tǒng)pi控制具有更好的誤差跟蹤性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的敏感性較低，充分說明本專利技術(shù)控制方法的有效性。
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1.一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，其特征在于，參數(shù)α1和α2均大于1。
3.如權(quán)利要求1所述的一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，其特征在于，當(dāng)涉及到干擾項(xiàng)時(shí)，參數(shù)α3、α4、λd、λq大于零。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的波動(dòng)抑制改進(jìn)控制方法，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張?jiān)?/a>，蔣濛，巴宇，劉后發(fā)，徐丁吉，錢漢，張時(shí)敏，張江飛，傅笑梅，裔寧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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