【技術實現步驟摘要】
本申請涉及直流母線抗擾，具體涉及一種直流母線的抗擾控制方法和系統。
技術介紹
1、在當今能源需求日益增長的背景下，高效、可靠的用戶側低壓直流配電系統成為了研究的熱點問題。低壓直流配電系統得益于其高效率、便于分布式發電集成以及智能化管理等特點，近年來得到了快速發展。有源前端(active?front?end，afe)是低壓直流配電系統的核心組件，為分布式電源和負荷構建穩定的直流母線，其工作狀態直接影響著系統的效率。目前，有源前端在實際應用中面臨著一個嚴峻挑戰，即如何在負荷瞬態變化時保持直流母線電壓穩定。當負荷投入或切除時，會引起輸入輸出功率短暫不平衡，導致直流母線電壓出現顯著波動現象。這種波動現象會造成并聯在直流母線上的功率設備超出正常工作電壓范圍，從而工作在非正常工況下，嚴重影響系統可靠性，甚至會導致設備無法運行。
2、相關技術中，通過建立電感側電流動態數學模型，比較各種開關狀態對應的價值函數，選擇使價值函數最小的開關狀態來控制開關器件的通斷，以精確跟蹤電流參考值。
3、但是，盡管現有技術能夠精確跟蹤電流參考值，但在依據價值函數選擇開關狀態時，未能充分考慮負載的瞬時變化。因此，當負載發生接入或切除時，所選開關狀態無法適應這種變化，導致系統出現短暫的功率不平衡，并引發母線電壓顯著波動。
技術實現思路
1、本申請實施例提供一種直流母線的抗擾控制方法和系統，通過設計自適應級聯擴張狀態觀測器觀測有源前端負載電流，并將負載電流經過功率變換融入模型預測控制策略的價值函數
2、在一些實施例中，提供了一種直流母線的抗擾控制方法，直流母線的抗擾控制方法應用于直流母線的抗擾控制系統，直流母線的抗擾控制系統包括有源前端和交流電網；直流母線的抗擾控制包括：獲取交流電網的第一三相電流實際值、直流電壓參考值、直流電壓實際值和直流電流實際值；第一三相電流實際值位于abc坐標系下；確定第一三相電流實際值對應的第二三相電流實際值；第二三相電流實際值位于αβ坐標系下；根據直流電壓參考值和直流電壓實際值，確定目標電流參考值；目標電流參考值位于αβ坐標系下；根據直流電壓實際值和直流電流實際值，確定目標擾動參數；目標擾動參數位于αβ坐標系下；基于第二三相電流實際值、目標電流參考值和目標擾動參數、目標電流參考值和目標擾動參數，計算有源前端各開關狀態對應的價值函數；有源前端具有八種不同的開關狀態；確定最小的價值函數對應的開關狀態為目標開關狀態；基于目標開關狀態，控制有源前端的開關狀態。
3、采用本申請實施例提供的直流母線的抗擾控制方法，通過分別確定位于αβ坐標系下的第二三相電流實際值、目標電流參考值和目標擾動參數，以計算確定有源前端各開關狀態對應的價值函數。最小的價值函數對應的目標開關狀態即為在接入或切除負載時，對直流母線影響最小的開關狀態，因此，按照目標開關狀態，控制有源前端的開關狀態后，能夠最大化減少負載對直流母線造成的影響，減少直流母線的功率不平衡問題。這樣，通過在價值函數內融合目標擾動參數，并且目標擾動參數是由觀測器觀測負載電流變化得到的，以實現結合目標擾動參數構造的價值函數，調控有源前端的開關狀態，以應對介入負載帶來的干擾。在不損失穩態電能質量的前提下，提高了直流母線電壓應對負載變化時的抗干擾能力。
4、可選地，直流母線的抗擾控制系統還包括pi控制器，根據直流電壓參考值和直流電壓實際值，確定目標電流參考值，包括：計算直流電壓參考值和直流電壓實際值的差值，確定誤差信號；將誤差信號輸入pi控制器內，確定第一子電流參考值；第一子電流參考值位于dq坐標系的d軸；基于第一子電流參考值和第二子電流參考值，確定第一電流參考值；第一電流參考值位于dq坐標系下；第二子電流參考值為預設值，且位于dq坐標系的q軸；基于反park變換和第一電流參考值，確定目標電流參考值；目標電流參考值位于αβ坐標系下。
5、可選地，直流母線的抗擾控制系統還包括自適應級聯擴張狀態觀測器，根據直流電壓實際值和直流電流實際值，確定目標擾動參數，包括：將直流電壓實際值和直流電流實際值輸入自適應級聯擴張狀態觀測器，確定總擾動觀測值；基于總擾動觀測值、穩壓電容值和直流電壓實際值，計算確定第一子擾動參數dd(k)；第一子擾動參數位于dq坐標系的d軸；基于第一擾動參數和第二子擾動參數，確定第一擾動參數；第一擾動參數位于dq坐標系下；第二子擾動參數為預設值，且位于dq坐標系的q軸；基于反park變換和第一擾動參數，確定目標擾動參數；目標擾動參數位于αβ坐標系下。
6、可選地，自適應級聯擴張狀態觀測器包括第一觀測器、第二觀測器和第三觀測器；將直流電壓實際值和直流電流實際值輸入自適應級聯擴張狀態觀測器，確定總擾動觀測值，包括：將直流電壓實際值和直流電流實際值輸入第一觀測器，確定第一擾動觀測值；將直流電壓實際值、直流電流實際值和第一擾動觀測值輸入第二觀測器，確定第二擾動觀測值；將直流電壓實際值、直流電流實際值、第一擾動觀測值和第二擾動觀測值輸入第三觀測器，確定第三擾動觀測值；計算第一擾動觀測值、第二擾動觀測值和第三擾動觀測值的和，確定總擾動觀測值。
7、可選地，自適應級聯擴張狀態觀測器如下(1)至(7)所示：
8、
9、其中，c為穩壓電容值，u為直流電流實際值，y為直流電壓實際值，為總擾動觀測值，為第一擾動觀測值，為第二擾動觀測值，為第三擾動觀測值，γ1j為第一增益參數，γ2j為第二增益參數，j∈(1，2，3)，γ1j和γ2j是根據誤差信號確定的。
10、可選地，根據誤差信號和第一預設公式，確定第一增益參數和第二增益參數，包括：
11、第一預設公式為：
12、
13、計算直流電壓參考值vref和直流電壓實際值vdc的差值，確定誤差信號|vref-vdc|；在誤差信號位于穩態閾值區間內的情況下，ω0＝g1；在誤差信號位于穩態閾值區間外的情況下，ω0＝g2；其中，g1為第一增益設定值，g2為第二增益設定值，g1<g2。
14、可選地，直流母線的抗擾控制方法還包括：在ω0的取值發生改變的情況下，維持ω0的取值為改變后的取值預設時間。
15、可選地，基于總擾動觀測值、穩壓電容值和所述直流電壓實際值，計算確定第一子擾動參數dd(k)，包括：基于總擾動觀測值和穩壓電容值c，按照第二預設公式，計算負載電流；基于負載電流iload和直流電壓實際值vdc，按照第三預設公式，計算第一子擾動參數dd(k)；
16、第二預設公式為：
17、
18、第三預設公式為：
19、
20、其中，vgd為三相電網電壓位于dq坐標系下d軸的分量。
21、可選地，其中，cfpro為價值函數，為目標電流參考值，iα,β(k+1)為第二三相電流實際值，dα,β(k)為目標擾動參數。
22、在一些實施例中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述直流母線的抗擾控制方法應用于直流母線的抗擾控制系統，所述直流母線的抗擾控制系統包括有源前端和交流電網；所述直流母線的抗擾控制方法包括：
2.根據權利要求1所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述直流母線的抗擾控制系統還包括PI控制器，所述根據所述直流電壓參考值和所述直流電壓實際值，確定目標電流參考值，包括：
3.根據權利要求1所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述直流母線的抗擾控制系統還包括自適應級聯擴張狀態觀測器，所述根據所述直流電壓實際值和所述直流電流實際值，確定目標擾動參數，包括：
4.根據權利要求3所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述自適應級聯擴張狀態觀測器包括第一觀測器、第二觀測器和第三觀測器；所述將所述直流電壓實際值和所述直流電流實際值輸入所述自適應級聯擴張狀態觀測器，確定總擾動觀測值，包括：
5.根據權利要求4所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，根據所述誤差信號和第一預
7.根據權利要求6所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求3所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述基于所述總擾動觀測值、穩壓電容值和所述直流電壓實際值，計算確定第一子擾動參數dd(k)，包括：
9.根據權利要求1所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，
10.一種直流母線的抗擾控制系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述直流母線的抗擾控制方法應用于直流母線的抗擾控制系統，所述直流母線的抗擾控制系統包括有源前端和交流電網；所述直流母線的抗擾控制方法包括：
2.根據權利要求1所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述直流母線的抗擾控制系統還包括pi控制器，所述根據所述直流電壓參考值和所述直流電壓實際值，確定目標電流參考值，包括：
3.根據權利要求1所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述直流母線的抗擾控制系統還包括自適應級聯擴張狀態觀測器，所述根據所述直流電壓實際值和所述直流電流實際值，確定目標擾動參數，包括：
4.根據權利要求3所述的直流母線的抗擾控制方法，其特征在于，所述自適應級聯擴張狀態觀測器包括第一觀測器、第二觀測器和第三觀測器；所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李昱，治文輝，高建波，王啟武，劉道杰，李慶卓，董果鳳，賈中青，翟瑞占，
申請(專利權)人：山東省科學院激光研究所，
類型：發明
國別省市：
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