CN104600746A - 区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，从整个系统的Euler-Lagrange方程分析入手，将系统分解为电气和机械两个子系统，将机械系统看作电气子系统的无源性干扰，通过状态反馈使得区域光伏储能系统并网变流器的闭环表现为一个无源性系统，在满足并网电流、电压跟踪精度和有功、无功功率解耦控制的前提下，保证全局稳定性。该方法以系统的能量变化特性为基础，对系统模型的依赖性小，鲁棒性好，可有效抑制系统参数变化对控制器性能的影响，供电可靠性高；通过全局定义控制器，系统没有奇异点，结构简单，响应快速，实现光伏电池阵列最大功率点跟踪控制和储能电池组件最优充放电控制的同时，有效抑制并网点功率波动。

Description

区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法

技术领域

本发明涉及一种并网控制技术，特别涉及一种区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法。

背景技术

并入一至多种可再生能源的区域电网系统越来越受到人们的关注，尤其对于资源匮乏但经济发展快速的中心城区，可再生能源区域电网作为大电网不可缺少的重要补充，为区域地块提供稳定可靠、绿色环保的电源，已成为可再生能源领域的一个重要发展方向。

在众多可再生能源发电方式中，光伏发电的简易性和适应性使其在中心城区最宜推广。当分布式光伏发电单元大规模接入系统，由于光伏能量输出的不稳定，必须配备一定容量的储能单元，通过电力电子变流装置对其进行变换，使区域光伏储能系统满足用户负荷与大电网的需求。区域光伏储能系统作为大电网的补充电源控制端，其核心装置——并网变流器通过PQ控制实现区域光伏储能系统的功率平衡，从而维持与大电网能量交换的稳定，所以，并网变流器是确保区域光伏储能系统安全稳定运行的关键所在。

更高效简易的操控性能、更安全稳定的运行特性、更少的维护费用、更高的经济效益，成为区域光伏储能系统的发展趋势，因此，实现稳定性好、鲁棒性强、性能优良的控制方法是并网变流器研究的主要任务。控制的难点在于：区域光伏储能系统是典型的强耦合、非线性对象，光伏发电输出也具有时变未知、非线性的特点，虽然成熟的PQ控制方法已在区域光伏储能系统的并网控制中得以广泛应用，但系统参数漂移而降低了并网变流器控制器的鲁棒性的不足，限制了PQ控制在高精度、宽范围、高性能领域的推广和深入。针对区域光伏储能系统非线性、时变的特性，从稳定控制的角度出发，研究高性能的并网变流器非线性控制方法是解决上述问题的可行思路。

发明内容

本发明是针对可再生能源的区域电网系统中并网变流器控制难的问题，提出了一种区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，该方法设计电流内环、电压外环的双环控制模式，实现有功、无功功率解耦控制的同时，考虑区域光伏储能系统参数存在不确定性干扰的情形下，实现并网电流的精确计算与直流电容电压的补偿控制，实现分布式光伏电池阵列和电池储能组件的最优协调控制，具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点。

本发明的技术方案为：一种区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，并网变流装置包括光伏电池逆变器和储能电池双向变流器；光伏电池阵列输出接光伏电池逆变器，光伏电池逆变器输出与电网连接；储能电池组件与储能电池双向变流器双向互联，储能电池双向变流器输出与电网连接；负载输入与光伏电池阵列、储能电池组件连接；无源非线性控制器分别与光伏电池逆变器、储能电池双向变流器和电网连接，无源非线性控制器控制方法包括：

1)建立三相并网变流器非线性微分状态方程，再利用欧拉-拉格朗日方程定义并网变流装置，在dq坐标系下并网变流器状态方程式：

$D\stackrel{\·\·}{q}+C\left(\stackrel{.}{q}\right)\stackrel{\·}{q}+R\stackrel{\·}{q}={\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& u_3\end{array}\right]}^T,$

其中：系统状态变量 $\stackrel{\·}{q}=\left[\begin{array}{ccc}{\stackrel{\·}{q}}_1& {\stackrel{\·}{q}}_2& {\stackrel{\·}{q}}_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{i}_{\mathrm{sd}}& i_{\mathrm{sq}}& U_d\end{array}\right],$ 分别为并网变流装置电流的d、q分量及直流侧电压；系统控制变量 $u=\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& u_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{u}_1& u_2& u_3\end{array}\right]=$ $\left[\begin{array}{ccc}{u}_{\mathrm{sd}}& u_{\mathrm{sq}}& v_C\end{array}\right],$ 分别为并网变流装置电压的d、q分量及输出电容电压；D＝diag{D_e,C}，D_e＝L_sI₂；R＝diag{R_es,D}，R_es＝R_sI₂； $I_2=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right];$ $C\left(\stackrel{\·}{q}\right)=\left[\begin{array}{cc}{C}_e\left({\stackrel{\·}{q}}_3\right)& -c\left(\stackrel{\·}{q}\right)\\ c^T\left(\stackrel{\·}{q}\right)& 0\end{array}\right],C_e\left({\stackrel{\·}{q}}_3\right)=u_3{L}_s{J}_2,J_2=\left[\begin{array}{cc}0& -1\\ 1& 0\end{array}\right],c\left(\stackrel{\·}{q}\right)={\left[\begin{array}{cc}{L}_s{\stackrel{\·}{q}}_2& -L_s{\stackrel{\·}{q}}_1\end{array}\right]}^T,$ R_s为并网变流器网侧电阻；L_s为并网变流器网侧电感；C为直流侧电容；D为并网变流器等效开关阻抗；将[u₁ u₂]看作并网变流装置输入， $\left[\begin{array}{cc}{\stackrel{\·}{q}}_1& {\stackrel{\·}{q}}_2\end{array}\right]$ 看作并网变流装置输出；

2)采用状态反馈无源非线性控制，设计电流内环、电压外环的双闭环控制系统，实现有功、无功电流的解耦控制：并网变流装置输出电容电压作为电压外环控制输入，经过PI控制器，进入电流内环无源非线性控制，电流内环控制输出进入并网变流装置，根据步骤1)的状态方程进行有功、无功电流的解耦控制。

所述电流内环控制的控制律为：

$\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\end{array}\right]=L_s\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{q}}_{d1}\\ {\stackrel{\·\·}{q}}_{d2}\end{array}\right]+R_s\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{q}}_{d1}\\ {\stackrel{\·}{q}}_{d2}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}{L}_s{\stackrel{\·}{q}}_2\\ -L_s{\stackrel{\·}{q}}_1\end{array}\right]{\stackrel{\·}{q}}_{d3}-\left[\begin{array}{c}{k}_1{e}_1\\ k_2{e}_2\end{array}\right]$

$u_3={\stackrel{\·}{q}}_3$

$C{\stackrel{\·\·}{q}}_{d3}+D{\stackrel{\·}{q}}_{d3}+L_s{\stackrel{\·}{q}}_2{\stackrel{\·}{q}}_{d1}-L_s{\stackrel{\·}{q}}_1{\stackrel{\·}{q}}_{d2}=k_3{e}_3$

其中：为期望电流值，跟踪误差 $e=\stackrel{\·}{q}-{\stackrel{\·}{q}}_d={\left[\begin{array}{ccc}{e}_1& e_2& e_3\end{array}\right]}^T;$ k₁,k₂,k₃为阻尼项系数。

所述电压外环控制利用直流侧电容电压误差反馈，设计PI控制器，控制律为：

$u_3=k_p({\stackrel{\·}{q}}_3-{\stackrel{\·}{q}}_{d3})+k_i\∫({\stackrel{\·}{q}}_3-{\stackrel{\·}{q}}_{d3})\mathrm{dt}$

其中：k_p,k_i分别为比例增益和积分增益。

本发明的有益效果在于：本发明区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，通过建立Euler-Lagrange方程形式的系统模型，寻找对系统稳定性无影响的“无功力”，简化控制器设计，实现系统的全局稳定；应用无源性非线性控制策略，实现并网电流的精确跟踪和直流侧电压的稳定控制，有效抑制并网点功率波动，满足大电网对区域光伏储能系统并网有功、无功功率的要求；能够实现光伏电池阵列最大功率追踪，最大程度提高太阳能的利用率；能够实现合理的电池储能组件充放电控制，延长储能电池组件的寿命；能够实现光伏电池阵列与储能电池组件的最优协调控制，提高区域光伏储能系统输出电能质量、供电可靠性和系统稳定性。

附图说明

图1为本发明区域光伏储能系统总体结构框图；

图2为本发明区域光伏储能系统连接图；

图3为本发明区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制结构图；

图4为本发明区域光伏储能系统储能电池双向变流器放电时的功率矢量图；

图5为本发明区域光伏储能系统储能电池双向变流器充电时的功率矢量图；

图6为本发明区域光伏储能系统光伏电池逆变器功率动态响应示意图；

图7为本发明区域光伏储能系统储能电池双向变流器功率动态响应示意图；

图8为本发明区域光伏储能系统并网点功率动态响应示意图。

具体实施方式

如图1总体结构框图，区域光伏储能系统包括光伏电池阵列PV_1,…,n、储能电池组件、并网变流装置DC/AC、无源非线性控制器、负载L_1,…,m和电网；如图2所示区域光伏储能系统连接图，并网变流装置包括光伏电池逆变器和储能电池双向变流器；光伏电池阵列输出接光伏电池逆变器，光伏电池逆变器输出与电网连接；储能电池组件与储能电池双向变流器双向互联，储能电池双向变流器输出与电网连接；负载输入与光伏电池阵列、储能电池组件连接；无源非线性控制器分别与光伏电池逆变器、储能电池双向变流器和电网连接。

所述无源非线性控制器的设计包括以下步骤：

1)建立三相并网变流器非线性微分状态方程：

$\begin{array}{c}{L}_s\mathrm{pi}=-R_{s}i-\frac{v_C}{2}{\mathrm{Bu}}_S+v_S\\ \mathrm{Cp}{v}_C=\frac{1}{2}{u}_S^{T}i-D{v}_C\end{array}---\left(1\right)$

其中：R_s为并网变流器网侧电阻；L_s为并网变流器网侧电感；C为直流侧电容；D为并网变流器等效开关阻抗；p为微分算子。i＝[i_A i_B i_C]^T为并网变流器相电流；v_S＝[v_SA v_SB v_SC]^T为相电压；v_C为直流侧电容电压；u_S＝{u_Si},i＝1,2,3,u_Si∈{1,-1},为并网变流器开关向量，导通为1，关断为-1；系数矩阵 $B=\frac{1}{3}\left[\begin{array}{ccc}2& -1& -1\\ -1& 2& -1\\ -1& -1& 2\end{array}\right].$

2)利用欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange)方程定义并网变流器控制系统：将系统分解为电气和机械两个子系统，使电气子系统严格无源化，将机械系统看作电气子系统的无源性干扰，整个系统转化成由两个子系统构成的负反馈连接Euler-Lagrange系统，在dq坐标系下并网变流器状态方程式(1)可写为Euler-Lagrange方程形式：

$D\stackrel{\·\·}{q}+C\left(\stackrel{.}{q}\right)\stackrel{\·}{q}+R\stackrel{\·}{q}={\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& u_3\end{array}\right]}^T---\left(2\right)$

其中：系统状态变量 $\stackrel{\·}{q}=\left[\begin{array}{ccc}{\stackrel{\·}{q}}_1& {\stackrel{\·}{q}}_2& {\stackrel{\·}{q}}_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{i}_{\mathrm{sd}}& i_{\mathrm{sq}}& U_d\end{array}\right],$ 分别为并网变流器电流的d、q分量及直流侧电压；系统控制变量 $u=\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& u_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{u}_1& u_2& u_3\end{array}\right]=$ $\left[\begin{array}{ccc}{u}_{\mathrm{sd}}& u_{\mathrm{sq}}& v_C\end{array}\right],$ 分别为并网变流器电压的d、q分量及输出电容电压；D＝diag{D_e,C}，D_e＝L_sI₂；R＝diag{R_es,D}，R_es＝R_sI₂； $I_2=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right];$

$C\left(\stackrel{\·}{q}\right)=\left[\begin{array}{cc}{C}_e\left({\stackrel{\·}{q}}_3\right)& -c\left(\stackrel{\·}{q}\right)\\ c^T\left(\stackrel{\·}{q}\right)& 0\end{array}\right],C_e\left({\stackrel{\·}{q}}_3\right)=u_3{L}_s{J}_2,J_2=\left[\begin{array}{cc}0& -1\\ 1& 0\end{array}\right],c\left(\stackrel{\·}{q}\right)={\left[\begin{array}{cc}{L}_s{\stackrel{\·}{q}}_2& -L_s{\stackrel{\·}{q}}_1\end{array}\right]}^T.$

由并网变流器Euler-Lagrange方程式(2)可知：若将[u₁u₂]看作并网变流器输入， $\left[\begin{array}{cc}{\stackrel{\·}{q}}_1& {\stackrel{\·}{q}}_2\end{array}\right]$ 看作并网变流器输出，(将控制器的输出[u₁u₂]作为并网变流器的输入，而将控制器的输入 $\left[\begin{array}{cc}{\stackrel{\·}{q}}_1& {\stackrel{\·}{q}}_2\end{array}\right]$ 作为并网变流器的输出，由此来验证被控对象并网变流器的无源性特性)，则映射为输出严格无源的。

3)采用状态反馈无源非线性控制策略，如图3所示，设计电流内环、电压外环的双闭环控制系统，实现有功、无功电流的解耦控制：

并网变流器模型Euler-Lagrange方程式(2)中，右侧一项为作用力，左侧末项为耗散力，左侧第二项为可配置的“无功力”，因矩阵是反对称的，即满足则式(2)两边同乘可得

${\stackrel{\·}{q}}^{T}D\stackrel{\·\·}{q}={\stackrel{\·}{q}}_1{u}_1+{\stackrel{\·}{q}}_2{u}_2-{\stackrel{\·}{q}}^{T}R\stackrel{\·}{q}.---\left(3\right)$

取正定二次型能量函数为则式(3)两边积分后得

$\begin{array}{c}H\left(\stackrel{\&CenterDot;}{q}\left(t\right)\right)-H\left(\stackrel{\&CenterDot;}{q}\left(0\right)\right)={\&Integral;}_0^t({\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_1{u}_1+{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_2{u}_2)\mathrm{d\&tau;}-{\&Integral;}_0^t{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}^{T}R\stackrel{\&CenterDot;}{q}\mathrm{d\&tau;}\\ <{\&Integral;}_0^t({\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_1{u}_1+{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_2{u}_2)\mathrm{d\&tau;}\end{array}.---\left(4\right)$

式(4)左侧是整个并网变流器系统能量的增量，右侧是外部电源供给的能量，其中“无功力”对系统的能量平衡没有影响，也不影响系统的稳定性，因此在进行状态反馈控制器设计时无需被抵消，从而系统控制律的设计得以简化。

(1)内环电流环设计，无源非线性控制方法应用于电流环：

根据并网变流器稳态特性和电流渐进跟踪的控制目标，由式(2)和式(4)可得系统状态参考值需满足：

$D{\stackrel{\&CenterDot;\&CenterDot;}{q}}_d+C\left({\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_d\right){\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_d+R{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_d-R^{\&prime;}{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_d={\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& 0\end{array}\right]}^T---\left(5\right)$

其中：为期望电流值；R'＝diag{R_es,0}，为注入阻尼项。

可由式(5)解得控制律为：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\end{array}\right]=L_s\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;\&CenterDot;}{q}}_{d1}\\ {\stackrel{\&CenterDot;\&CenterDot;}{q}}_{d2}\end{array}\right]+R_s\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d1}\\ {\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d2}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}{L}_s{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_2\\ -L_s{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_1\end{array}\right]{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d3}-\left[\begin{array}{c}{k}_1{e}_1\\ k_2{e}_2\end{array}\right]\\ u_3={\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_3\\ C{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d3}+D{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d3}+L_s{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_2{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d1}-L_s{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_1{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d2}=k_3{e}_3\end{array}---\left(6\right)$

其中：跟踪误差 $e=\stackrel{\&CenterDot;}{q}-{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_d={\left[\begin{array}{ccc}{e}_1& e_2& e_3\end{array}\right]}^T;$ k₁,k₂,k₃为阻尼项系数，适当调节k₁,k₂,k₃可改善并网电流实际值跟随参考值的快速性，提高系统参数时变未知情形下控制器的动态响应，降低控制器对参数变化的灵敏度。

(2)外环电压环设计

利用直流侧电容电压误差反馈，设计PI控制器，控制律为：

$u_3=k_p({\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_3-{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d3})+k_i\&Integral;({\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_3-{\stackrel{\&CenterDot;}{q}}_{d3})\mathrm{dt}---\left(7\right)$

其中：k_p,ki分别为比例增益和积分增益。适当调节k_p,k_i可使电容电压误差以期望速率渐近趋近于零，实现并网变流器直流侧电压的渐近跟踪控制。

仿真实例：对如图1所示的区域光伏储能系统，其并网变流器连接方式如图2所示。设置10套相同配置的光伏电池阵列和1套电池储能组件，每套光伏电池逆变器额定容量为0.6MW，储能电池双向变流器额定容量为2MWh；光伏电池逆变器网侧电阻为0.1Ω，电感为2mH，直流侧电容电压为500V，等效开关阻抗为0.01Ω；储能电池双向变流器网侧电阻为0.5Ω，电感为5mH，直流侧电容电压为900V，等效开关阻抗为0.01Ω；外环电压环比例增益k_pPV＝5，k_pB＝10，积分增益k_iPV＝500，k_iB＝1000；内环电流环阻尼项系数k_1PV＝500，k_1B＝700，k_2PV＝500，k_2B＝700，k_3PV＝20，k_3B＝50。为了有效平抑并网点的功率波动，合理控制电池储能组件的充/放电过程，实现与分布式光伏发电输出功率的协调配合，控制储能电池双向变流器：当其直流侧电容电压高于950V时，储能电池双向变流器进入放电工作状态，此时的功率矢量图如图4所示；当其直流侧电容电压低于850V时，储能电池双向变流器进入充电工作状态，此时的功率矢量图如图5所示。图6、图7、图8分别为区域光伏储能系统并网变流器采取无源非线性控制方法后的光伏电池逆变器功率动态响应示意图、储能电池双向变流器功率动态响应示意图、并网点功率动态响应示意图。仿真结果表明，分布式光伏发电输出功率发生波动的情况下，区域光伏储能系统并网点依然可以保持功率平稳，具有良好的静动态响应和较高的鲁棒性，实现了分布式光伏电池阵列和电池储能组件的协调控制，提高了区域光伏储能系统并网的可靠性和稳定性。

Claims (3)

1.一种区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，并网变流装置包括光伏电池逆变器和储能电池双向变流器；光伏电池阵列输出接光伏电池逆变器，光伏电池逆变器输出与电网连接；储能电池组件与储能电池双向变流器双向互联，储能电池双向变流器输出与电网连接；负载输入与光伏电池阵列、储能电池组件连接；其特征在于，无源非线性控制器分别与光伏电池逆变器、储能电池双向变流器和电网连接，无源非线性控制器控制方法包括：

1)建立三相并网变流器非线性微分状态方程，再利用欧拉-拉格朗日方程定义并网变流装置，在dq坐标系下并网变流器状态方程式：

$D\stackrel{..}{q}+C\left(\stackrel{.}{q}\right)\stackrel{.}{q}+R\stackrel{.}{q}={\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& u_3\end{array}\right]}^T,$

其中：系统状态变量 $\stackrel{.}{q}=\left[\begin{array}{ccc}{\stackrel{.}{q}}_1& {\stackrel{.}{q}}_2& {\stackrel{.}{q}}_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{i}_{\mathrm{sd}}& i_{\mathrm{sq}}& U_d\end{array}\right],$ 分别为并网变流装置电流的d、q分量及直流侧电压；系统控制变量 $u=\left[\begin{array}{cc}{u}_{12}^T& u_3\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{u}_1& u_2& u_3\end{array}\right]=$ $\left[\begin{array}{ccc}{u}_{\mathrm{sd}}& u_{\mathrm{sq}}& v_C\end{array}\right],$ 分别为并网变流装置电压的d、q分量及输出电容电压；D＝diag{D_e,C}，D_e＝L_sI₂；R＝diag{R_es,D}，R_es＝R_sI₂； $I_2=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right];$ $C\left(\stackrel{.}{q}\right)=\left[\begin{array}{cc}{C}_e\left({\stackrel{.}{q}}_3\right)& -c\left(\stackrel{.}{q}\right)\\ c^T\left(\stackrel{.}{q}\right)& 0\end{array}\right],C_e\left({\stackrel{.}{q}}_3\right)=u_3{L}_s{J}_2,J_2=\left[\begin{array}{cc}0& -1\\ 1& 0\end{array}\right],c\left(\stackrel{.}{q}\right)={\left[\begin{array}{cc}{L}_s{\stackrel{.}{q}}_2& -L_s{\stackrel{.}{q}}_1\end{array}\right]}^T,$ R_s为并网变流器网侧电阻；L_s为并网变流器网侧电感；C为直流侧电容；D为并网变流器等效开关阻抗；将[u₁u₂]看作并网变流装置输入，看作并网变流装置输出；

2)采用状态反馈无源非线性控制，设计电流内环、电压外环的双闭环控制系统，实现有功、无功电流的解耦控制：并网变流装置输出电容电压作为电压外环控制输入，经过PI控制器，进入电流内环无源非线性控制，电流内环控制输出进入并网变流装置，根据步骤1)的状态方程进行有功、无功电流的解耦控制。

2.根据权利要求1所述区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，其特征在于，所述电流内环控制的控制律为：

$\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\end{array}\right]=L_s\left[\begin{array}{c}{\stackrel{..}{q}}_{d1}\\ {\stackrel{..}{q}}_{d2}\end{array}\right]+R_s\left[\begin{array}{c}{\stackrel{.}{q}}_{d1}\\ {\stackrel{.}{q}}_{d2}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}{L}_s{\stackrel{.}{q}}_2\\ -L_s{\stackrel{.}{q}}_1\end{array}\right]{\stackrel{.}{q}}_{d3}-\left[\begin{array}{c}{k}_1{e}_1\\ k_2{e}_2\end{array}\right]$

$u_3={\stackrel{.}{q}}_3$

$C{\stackrel{..}{q}}_{d3}+D{\stackrel{.}{q}}_{d3}+L_3{\stackrel{.}{q}}_2{\stackrel{.}{q}}_{d1}-L_s{\stackrel{.}{q}}_1{\stackrel{.}{q}}_{d2}=k_3{e}_3$

其中：为期望电流值，跟踪误差 $e=\stackrel{.}{q}-{\stackrel{.}{q}}_d={\left[\begin{array}{ccc}{e}_1& e_2& e_3\end{array}\right]}^T;$ k₁,k₂,k₃为阻尼项系数。

3.根据权利要求2所述区域光伏储能系统并网变流器无源非线性控制方法，其特征在于，所述电压外环控制利用直流侧电容电压误差反馈，设计PI控制器，控制律为：

$u_3=k_p({\stackrel{.}{q}}_3-{\stackrel{.}{q}}_{d3})+k_i\&Integral;({\stackrel{.}{q}}_3-{\stackrel{.}{q}}_{d3})\mathrm{dt}$

其中：k_p,k_i分别为比例增益和积分增益。