并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法、设备及存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115313495A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202211075025.9H02M1/088(2006.01)(22)申请日2022.09.02H02M1/12(2006.01)(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号(72)发明人陈燕东段茜月徐元璨曹世骧伍文华谢志为张松王自力(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113专利代理师王娟马强(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02J3/01(2006.01)H02J3/00(2006.01)H02M7/537(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法、设备及存储介质(57)摘要本发明公开了一种并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法、设备及存储介质，通过给自抗扰控制器中线性扩张状态观测器的扰动观测支路并联比例环节，增强了观测器对扰动信号的观测速度，提高了扩张状态观测器的阻尼比系数，使基于自抗扰控制的并网逆变器输出阻抗的中频段正阻尼特性有所提升；通过给扩张状态观测器的输入信号支路添加低通滤波器，提高了扩张状态观测器对高频噪声的抑制能力。本发明的扩张状态观测器不仅保留了自抗扰控制技术的控制性能优势，且进一步提高了采用自抗扰控制的并网逆变器对弱电网的适应能力，提高并网系统的稳定性。CN115313495ACN115313495A权利要求书1/2页1.一种并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将并网逆变器并网电流id、iq分别与给定电流idref、iqref做差，得到差值△id、△iq，将差值△id、△iq输入自抗扰电流控制器，得到同步旋转坐标系下的调制信号md和mq；S2、将同步旋转坐标系下的调制信号md和mq经过Park逆变换，得到静止坐标系下SPWM调制波信号ma、mb和mc；S3、对SPWM调制波信号ma、mb、mc和三角载波进行双极性调制，得到并网逆变器开关管的占空比信号，利用所述占空比信号控制并网逆变器开关管的开通与关断；所述并网逆变器并网电流id、iq、同步旋转坐标系下的调制信号md和mq满足如下频域关系式：其中，与分别表示自抗扰电流控制器的线性扩张状态观测器对d轴扰动信号与q轴扰动信号估计值的频域表示形式，s为拉氏变换中的微分算子，id(s)与iq(s)分别表示d轴电流值与q轴电流值的频域表示形式，md(s)与mq(s)分别表示d轴调制信号与q轴调制信号的频域表示形式；β1、β2、β3为线性扩张状态观测器的内部参数，Tl为串联在线性扩张状态观测器输入信号支路的低通滤波器的时间常数，b0为自抗扰控制器的增益系数。2.根据权利要求1所述的并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法，其特征在于，β1＝2ω0，β22＝ω0，β3的取值范围为ω0～3ω0；其中，ω0为线性扩张状态观测器的带宽。3.根据权利要求2所述的并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法，其特征在于，ω0＝3Kp，Kp为自抗扰控制器比例系数。4.根据权利要求1所述的并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法，其特征在于，并网逆变器并网电流id、iq与给定电流idref、iqref之间的频域关系式为：其中，L为并网逆变器输出滤波电感，Rf为并网逆变器输出阻尼电阻，Kp为自抗扰控制器比例系数，与分别表示自抗扰控制器的线性扩张状态观测器对d轴扰动信号与q轴扰动信号估计值的频域表示形式。5.根据权利要求1所述的并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法，其特征在于，并网逆变器并网电流id、iq的获取过程包括：A)在每个采样周期的起始点，对并网逆变器的并网电压uabc、三相并网电流iabc以及逆变器直流侧电压Udc分别进行采样；B)利用同步旋转坐标系锁相环对并网电压uabc进行锁相，得到锁相角θPLL；C)根据锁相环得到的锁相角θPLL，将采样得到的逆变器三相并网电流iabc利用Park变换公式，得到并网逆变器并网电流id、iq，Park变换公式为：2CN115313495A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法，其特征在于，所述给定电流idref、iqref的获取过程包括：1)在每个采样周期的起始点，对并网逆变器直流侧电压Udc进行采样；2)将采样得到的并网逆变器直流侧电压Udc与参考值Udcref做差，得到△Udc；3)将△Udc经过电压外环控制器，产生电流控制器d轴电流的参考值idref，令q轴电流的参考值iqref＝0，从而实现并网逆变器的单位功率因数输出；其中，电压外环控制器传递函数为Kvp和Kvi分别表示电压外环控制器的比例系数和积分系数。7.根据权利要求1～6之一所述的并网逆变器阻抗重塑振荡抑制方法