CN111614119B - 一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法 - Google Patents

一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，包括：对并网逆变器电路进行简化，并根据简化后的电路得出电路的各电气量，将电压跌落量和谐波量看做外部扰动量，由等价输入干扰方法可将外部扰动量等效为存在于控制输入通道的扰动，得到含等价输入干扰量的系统状态空间表达式；基于单相pq理论将电网侧电压电流通过正交信号生成器得到其虚拟信号，从而得到参考电流信号计算式，根据实测网侧电压电流及MPPT/LVRT要求得到系统注入电网功率参考值，通过给定的功率参考值从而得到逆变器电流控制器的实际参考电流信号；基于EID方法设计电流控制器。本发明的有益效果：设计的电流控制器可以确保微电网与公共电网之间具有稳定的有功功率/无功功率流动。

Description

一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法
技术领域
本发明涉及微电网功率控制技术领域，尤其涉及一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法。
背景技术
随着现今社会电力需求的增长，传统的集中式电网存在供电压力大、能量损耗高等风险，作为小型集成能源系统的微电网采用分布式电源发电，可极大程度上减轻传统电网的供电压力。
在当前可再生能源发电技术的成熟及成本下降趋势下，微电网在配电网中的渗透率呈上升趋势，使得微电网并网面临如何保证可靠、可持续且稳定运行的挑战，同时公共电网侧的电压跌落等波动因素也会影响微电网并网发电的稳定运行。当微电网连接到公共电网时，微电网电压由公共电网支撑，必须控制并网逆变器以使微电网能够稳定的与公共电网连接。并网逆变器需要具有最大功率点跟踪(MPPT)及低电压穿越能力(LVRT)，从而向电网注入满足并网标准的可控电能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于等价输入干扰(EID)的逆变器功率控制方法，通过控制并网逆变器的输出电流使其跟踪参考电流信号，以控制向公共电网侧注入的有功功率和无功功率，消除最大功率点跳动，将电网侧电压跌落、逆变器开关谐波等看作干扰，并对这些干扰进行等效补偿，消除干扰对并网运行带来的不利影响。
本发明提供一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，包括以下步骤：
S1、对并网逆变器电路进行简化，并根据简化后的电路确定电路的各电气量，选取系统状态变量、控制量、以及控制输出，并将电压跌落量和谐波量作为外部扰动量，建立包含扰动的控制系统的状态空间表达式：
Figure GDA0003092791800000021
式中，t表示随时间变化，A、B表示状态方程的系数矩阵，C表示输出矩阵，x(t)、u(t)、y(t)分别表示系统的状态变量、控制量、以及控制输出，
Figure GDA0003092791800000022
表示状态变量x(t)的一阶微分，d(t)表示外部扰动量，Bd表示扰动矩阵；然后根据等价输入干扰方法将所述外部扰动量等效为存在于控制输入通道的扰动，得到含等价输入干扰量的控制系统的状态空间表达式：
Figure GDA0003092791800000023
式中，desw(t)表示等价输入干扰；
S2、通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号，基于单相pq理论得到参考电流计算式；根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值，在不超过逆变器的无功功率容量范围的前提下，生成逆变器电流控制器的参考电流信号；
S3、根据步骤S1得到的含等价输入干扰量的控制系统，基于等价输入干扰方法设计逆变器电流控制器，所述逆变器电流控制器控制实际输入电流跟踪所述参考电流信号，从而及时向公共电网侧注入功率，稳定逆变器与公共电网之间的功率流。
进一步地，所述步骤S2中通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号的具体过程为：通过一阶全通滤波器构成的正交信号生成器分别对网侧电压vg和网侧电流ig进行π/2的相位移动，得到原始网侧电压信号vgr(t)及其虚拟信号vgi(t)、原始网侧电流信号igr(t)及其虚拟信号igi(t)，其中，所述一阶全通滤波器的传递函数Fa(t)为：
Figure GDA0003092791800000031
式中，T表示逆变器中基波电压的周期，s表示复变量。
进一步地，所述步骤S2中基于单相pq理论得到参考电流计算式的具体过程为：结合原始电路和虚拟正交电路得到公共电网侧的视在功率Sg、有功功率Pg和无功功率Qg：
Figure GDA0003092791800000032
在给定有功功率和无功功率参考值时，得到逆变器电流控制器的参考电流信号：
Figure GDA0003092791800000033
式中，
Figure GDA0003092791800000034
表示电网侧原始参考电流信号，
Figure GDA0003092791800000035
表示电网侧虚拟参考电流信号。
进一步地，所述步骤S2中根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值的具体过程为：根据实测网侧电压Vg判断电压跌落等级，并按照MPPT/LVRT要求，得到网侧电压的d轴分量Vgd和网侧电流的dq轴分量的参考值
Figure GDA0003092791800000036
从而确定实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*：
Figure GDA0003092791800000037
进一步地，所述确定实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*的具体过程为：
在正常运行模式以及电网侧电压跌落少于10％的电网故障模式下，并网逆变器向公共电网输出最大功率Pmpp，d轴参考电流
Figure GDA0003092791800000041
q轴参考电流
Figure GDA0003092791800000042
分别为：
Figure GDA0003092791800000043
此时只向公共电网注入有功功率；
在电压跌落大于10％但少于50％的电网故障模式下，d轴参考电流
Figure GDA0003092791800000044
q轴参考电流
Figure GDA0003092791800000045
分别为：
Figure GDA0003092791800000046
其中，IN表示逆变器的额定输出电流，VgN表示电网侧电压额定值，k表示注入无功电流与电网电压跌落之间的比例系数；此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*为：
Figure GDA0003092791800000047
在电压跌落大于50％处于严重电网故障时，d轴参考电流
Figure GDA0003092791800000048
q轴参考电流
Figure GDA0003092791800000049
分别为：
Figure GDA00030927918000000410
此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*为：
Figure GDA00030927918000000411
进一步地，所述步骤S3中基于EID方法设计逆变器电流控制器包括扰动估计器设计、滤波器和状态观测器设计、状态反馈控制器设计。
进一步地，所述扰动估计器设计的具体过程为：由含等价输入干扰量的控制系统推算出扰动估计值
Figure GDA0003092791800000051
Figure GDA0003092791800000052
其中，B+＝BT(BTB)-1，uf(t)表示状态反馈输出，
Figure GDA0003092791800000053
表示状态量估计，L表示状态观测器增益。
进一步地，所述滤波器和状态观测器设计的具体过程为：
滤波器采用低通滤波器：
Figure GDA0003092791800000054
其中，Fd(s)表示滤波器的传递函数；Ts表示时间常数，用于保证滤波器的带宽大于干扰信号的最高角频率；然后根据小增益定理，滤波器的传递函数满足：
||GFd(s)||∞＜1，
其中，G表示扰动估计值
Figure GDA0003092791800000055
与经滤波器滤波后的估计值desw之间的传递函数，由此设计滤波器；所述扰动估计值
Figure GDA0003092791800000056
通过滤波器Fd(s)限定扰动量的带宽并滤去噪声，从而在控制输入通道进行等价输入干扰补偿；
建立所述含等价输入干扰量的控制系统的对偶系统：
Figure GDA0003092791800000057
其中，T表示转置，xL(t)、uL(t)、yL(t)分别表示对偶系统的状态量、控制量以及控制输出，
Figure GDA0003092791800000058
表示状态量xL(t)的一阶微分；将状态反馈增益通过标量ρ进行参数化：
uL(t)＝ρLTxL(t)；
当对偶系统是一个最小相位系统时，通过完全调节标量ρ可取得合适的状态观测器增益L：
Figure GDA0003092791800000059
其中，I表示单位矩阵。
进一步地，所述状态反馈控制器设计的具体过程为：状态反馈控制器子系统由被控对象、内部模型构成的增广系统组成：
Figure GDA0003092791800000061
其中，x表示含等价输入干扰量的控制系统的状态变量，u表示含等价输入干扰量的控制系统的控制输出，xR表示内部模型状态变量，
Figure GDA0003092791800000062
分别表示x、xR的一阶微分，AR、BR分别表示内部模型的状态矩阵及输入矩阵；利用最优控制理论建立所述増广系统的性能指标，所述状态反馈控制器的最优状态反馈增益通过优化所述性能指标得到。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明中的参考电流信号由基于单相pq理论及dq坐标变换的参考电流生成器生成，提供详细生成过程的同时省去了锁相环的使用，从而为电流控制器提供精确的参考信号；本发明所提出的逆变器功率控制方法具有良好的信号跟踪性能，能向公共电网注入可控的功率流，还能消除电网侧电压跌落、逆变器开关谐波等干扰的影响，使输出的电能满足电能质量要求，保证了微电网与公共电网之间的高质量功率流动。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的并网逆变器电路的简化电路；
图3是本发明实施例提供的基于单相pq理论的有功功率和无功功率计算框图；
图4是本发明实施例提供的参考电流计算示意图；
图5是本发明实施例提供的逆变器电流控制器的结构图；
图6是本发明实施例提供的最大功率点突变时的逆变器功率控制效果图；
图7是本发明实施例提供的网侧电压跌落超过10％但少于50％时的逆变器功率控制效果图；
图8是本发明实施例提供的网侧电压跌落超过50％时的逆变器功率控制效果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，以容量为2kW的光伏发电式并网微电网为对象，其中所述并网微电网由光伏阵列、DC/DC变流器、DC/AC逆变器、滤波器和电流控制器组成，包括以下步骤：
S1、并网逆变器建模：请参考图2，对并网逆变器电路进行简化，并根据简化后的电路确定电路的各电气量，包括输出电压vo、输出电流io、电感L、电阻R、网侧电压vg、网侧电流ig，选取输出电流io为状态变量x，输出电压vo、网侧电压vg为控制量u，输出电流io为控制输出y，并将电压跌落量和谐波量看作外部扰动量，建立包含扰动的系统状态空间表达式，包括状态方程和输出方程：
Figure GDA0003092791800000071
式中，t表示随时间变化，A、B表示状态方程的系数矩阵，A＝-R/L，B＝1/L，C＝1表示输出矩阵，
Figure GDA0003092791800000072
表示状态变量x(t)的一阶微分，d(t)表示外部扰动量，Bd＝-1/L表示扰动矩阵；验证系统的可控性和可观性，根据等价输入干扰方法将外部扰动量等效为存在于控制输入通道的扰动，得到含等价输入干扰量的新的系统状态空间表达式：
Figure GDA0003092791800000081
式中，desw(t)表示等价输入干扰。
S2、参考电流生成器：参考电流生成器用于生成逆变器电流控制器的参考电流，通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号，基于单相pq理论得到参考电流计算式；根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值，在不超过逆变器的无功功率容量范围的前提下，生成逆变器电流控制器的参考电流信号。
具体地，步骤S2包括以下过程：
S201、基于单相pq理论的正交系统的生成：在原始网测电压电流信号的基础上进行π/2的相位移动生成虚拟信号，由所述虚拟信号生成的虚拟正交电路与原始电路具有相同的虚部分量和参数，请参考图3，本实施例通过一阶全通滤波器构成的正交信号生成器完成相位移动，所述一阶全通滤波器的传递函数Fa(t)为：
Figure GDA0003092791800000082
式中，T表示逆变器中基波电压的周期，s表示复变量；由此，网侧电压vg和网侧电流ig分别经过正交信号生成器后，得到原始网侧电压信号vgr(t)及其虚拟信号vgi(t)、原始网侧电流信号igr(t)及其虚拟信号igi(t)，其中：
vgi(s)＝Fa(s)vgr(s),igi(s)＝Fa(s)igr(s)；
然后基于单相pq理论结合原始电路和虚拟正交电路得到电网侧的视在功率Sg、有功功率Pg和无功功率Qg：
Figure GDA0003092791800000083
在给定有功功率和无功功率参考值时，得到逆变器电流控制器的参考电流信号：
Figure GDA0003092791800000091
式中，
Figure GDA0003092791800000092
表示电网侧原始参考电流信号，
Figure GDA0003092791800000093
表示电网侧虚拟参考电流信号；
S202、不同条件下参考电流的生成：请参考图4，根据实测网侧电压Vg判断电压跌落等级，并按照MPPT/LVRT要求，得到网侧电压的d轴分量Vgd和网侧电流的dq轴分量的参考值
Figure GDA0003092791800000094
从而得到实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*：
Figure GDA0003092791800000095
在不超过逆变器的无功功率容量的前提下，通过给定功率参考值得到逆变器电流控制器的参考电流信号。
具体地，在正常运行模式以及电网侧电压跌落少于10％的电网故障模式下，并网逆变器向公共电网输出最大功率Pmpp，d轴参考电流
Figure GDA0003092791800000096
q轴参考电流
Figure GDA0003092791800000097
分别为：
Figure GDA0003092791800000098
此时只向公共电网注入有功功率；
在电压跌落大于10％但少于50％的电网故障模式下，d轴参考电流
Figure GDA0003092791800000099
q轴参考电流
Figure GDA00030927918000000910
分别为：
Figure GDA00030927918000000911
其中，IN表示逆变器的额定输出电流，VgN表示电网侧电压额定值，k表示注入无功电流与电网电压跌落之间的比例系数；此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*为：
Figure GDA0003092791800000101
在电压跌落大于50％处于严重电网故障时，d轴参考电流
Figure GDA0003092791800000102
q轴参考电流
Figure GDA0003092791800000103
分别为：
Figure GDA0003092791800000104
此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*为：
Figure GDA0003092791800000105
S3、逆变器电流控制器的设计：基于EID方法设计的电流控制器用于管理功率流动，控制实际输入电流跟踪参考电流从而及时向公共电网侧注入功率，稳定逆变器与公共电网之间的功率流；
请参考图5，逆变器电流控制器包括内部模型(内模)、状态反馈控制器、扰动估计器、状态观测器、以及被控对象(本实施例中即为光伏发电式并网微电网)，其中，参考电流生成器根据网测电压vg(t)生成逆变器参考电流
Figure GDA0003092791800000106
内模和状态反馈控制器用于保证零稳态误差跟踪，KR、KP为状态反馈增益，状态观测器测量被控对象的所有状态x(t)，L为状态观测器增益；电压跌落vsw(t)以及电压谐波vhar(t)均为控制系统中的干扰输入信号，Bd为干扰输入矩阵，扰动估计器用于估计等价输入干扰
Figure GDA0003092791800000107
Fd(s)为低通滤波器的传递函数，用于为扰动补偿选择带宽，滤除高频信号以保证获得精确的等价输入干扰，最后将经滤波后的等价输入干扰估计值desw添加到输入通道进行扰动补偿。基于等价输入干扰的电流控制器的设计可分为扰动估计器设计、滤波器和状态观测器设计、状态反馈控制器设计三部分。
具体地，步骤S3包括以下过程：
S301、设计扰动估计器：由基于等价输入干扰的控制系统推算出扰动的估计值
Figure GDA0003092791800000111
Figure GDA0003092791800000112
其中，B+＝BT(BTB)-1，uf(t)表示状态反馈输出，
Figure GDA0003092791800000113
表示状态量估计；通过低通滤波器Fd(s)限定扰动量的带宽并滤去噪声，从而在控制输入通道进行等价输入干扰补偿。
S302、设计滤波器和状态观测器：滤波器和状态观测器用于保证系统的稳定性，其中，状态观测器的合理设计需保证扰动估计值
Figure GDA0003092791800000114
收敛于等价输入干扰，而滤波器的合理设计则需使得所有用于干扰抑制的角频率ω∈Ωr＝{ω,0≤ω≤ωr}均满足Fd(jω)≈1，以保证滤波后的估计值desw是等价输入干扰的较好近似值，ωr表示干扰信号中的最高角频率，Fd(s)表示滤波器的传递函数，s＝jω。
优选地，本实施例中的滤波器采用低通滤波器：
Figure GDA0003092791800000115
其中，Ts表示时间常数，其值需满足滤波器的带宽大于干扰信号的最高角频率ωr；同时，根据小增益定理，若闭环控制是稳定的，那么滤波器的传递函数Fd(s)应满足：
||GFd(s)||∞＜1，
式中，G表示扰动估计值
Figure GDA0003092791800000116
与滤波后的估计值desw之间的传递函数，由此设计所述低通滤波器Fd(s)；所述扰动估计值
Figure GDA0003092791800000117
通过滤波器Fd(s)限定扰动量的带宽并滤除噪声，从而在控制输入通道中进行等价输入干扰补偿；
在系统的对偶系统中，将状态反馈增益通过标量ρ进行参数化：
Figure GDA0003092791800000118
uL(t)＝ρLTxL(t)，
其中，T表示转置，xL(t)、uL(t)、yL(t)分别表示对偶系统的状态量、控制量以及控制输出，
Figure GDA0003092791800000121
表示状态量xL(t)的一阶微分；当对偶系统是一个最小相位系统时，通过完全调节标量ρ可取得合适的状态观测器增益L：
Figure GDA0003092791800000122
其中，I表示单位矩阵。
S303、设计状态反馈控制器：由分离定理可得基于EID的控制系统可分为状态观测器-滤波器子系统、状态反馈控制器子系统，其中，状态反馈控制器子系统由被控对象、内模构成的增广系统组成：
Figure GDA0003092791800000123
其中，u表示控制输出，xR表示内部模型状态变量，
Figure GDA0003092791800000124
分别表示x、xR的一阶微分，AR、BR分别表示内模状态矩阵及输入矩阵；利用基于内模原理的状态反馈控制器，保证系统不同运行模式下的电流跟踪性能，然后利用最优控制方法设计状态反馈增益KP、KR，即通过优化性能指标：
Figure GDA0003092791800000125
其中，QK、RK表示权重矩阵；最优状态反馈增益通过最小化J得到：
Figure GDA0003092791800000126
其中，P为如下Riccati方程的解：
Figure GDA0003092791800000127
由此得到最优状态反馈控制律u*为：
Figure GDA0003092791800000128
当电压骤降发生时，会破坏逆变器与公用电网之间的电力平衡，为了调节功率流，步骤S2中根据电压骤降修改参考电流，步骤S3中设计的逆变器电流控制器使实际输入电流跟踪参考电流，将无功功率及时注入公用电网，以消除电网侧电压跌落、逆变器开关谐波等干扰的影响，使输出的电能满足电能质量要求，保证了微电网与公共电网之间的高质量功率流动。
本实施例提供的逆变器功率控制方法在最大功率点突变、网侧电压跌落超过10％但少于50％、网侧电压跌落超过50％三种情况下的性能分别如下：
(1)最大功率点突变：请参考图6，在时间为1s时，逆变器输出最大功率从1500W突变为1800W，根据参考电流生成器，注入电网的有功功率P能够快速增加到期望值，同时不注入无功功率Q，且此时逆变器输出电流io的总谐波畸变率满足IEEE标准，保证了电能供应的质量；
(2)网侧电压跌落超过10％但少于50％：请参考图7，在时间为1s时，网侧电压vg跌落达到19.9％且持续1s，系统进行低电压穿越操作，参考电流生成器产生参考有功功率和参考无功功率，电流控制器控制实际电流跟踪参考值并向公共电网注入期望的无功功率以支撑电压跌落，实际电流根据LVRT增加但不产生过流，待电压跌落消除后，系统再次注入额定有功功率；
(3)网侧电压跌落超过50％：请参考图8，在时间为1s时，网侧电压vg跌落达到69.8％且持续1s，系统进行低电压穿越操作，此时系统向公共电网只注入无功功率以支撑电压跌。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对并网逆变器电路进行简化，并根据简化后的电路确定电路的各电气量，选取系统状态变量、控制量、以及控制输出，并将电压跌落量和谐波量作为外部扰动量，建立包含扰动的控制系统的状态空间表达式：
Figure FDA0003092791790000011
式中，t表示随时间变化，A、B表示状态方程的系数矩阵，C表示输出矩阵，x(t)、u(t)、y(t)分别表示系统的状态变量、控制量、以及控制输出，
Figure FDA0003092791790000012
表示状态变量x(t)的一阶微分，d(t)表示外部扰动量，Bd表示扰动矩阵；然后根据等价输入干扰方法将所述外部扰动量等效为存在于控制输入通道的扰动，得到含等价输入干扰量的控制系统的状态空间表达式：
Figure FDA0003092791790000013
式中，desw(t)表示等价输入干扰；
S2、通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号，基于单相pq理论得到参考电流计算式；根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值，在不超过逆变器的无功功率容量范围的前提下，生成逆变器电流控制器的参考电流信号；
所述步骤S2中根据实测网侧电压电流，得到系统的注入电网功率参考值的具体过程为：根据实测网侧电压Vg判断电压跌落等级，并按照MPPT/LVRT要求，得到网侧电压的d轴分量Vgd和网侧电流的dq轴分量的参考值
Figure FDA0003092791790000014
从而确定实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*：
Figure FDA0003092791790000021
所述确定实际需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*的具体过程为：
在正常运行模式以及电网侧电压跌落少于10％的电网故障模式下，并网逆变器向公共电网输出最大功率Pmpp，d轴参考电流
Figure FDA0003092791790000022
q轴参考电流
Figure FDA0003092791790000023
分别为：
Figure FDA0003092791790000024
此时只向公共电网注入有功功率；
在电压跌落大于10％但少于50％的电网故障模式下，d轴参考电流
Figure FDA0003092791790000025
q轴参考电流
Figure FDA0003092791790000026
分别为：
Figure FDA0003092791790000027
其中，IN表示逆变器的额定输出电流，VgN表示电网侧电压额定值，k表示注入无功电流与电网电压跌落之间的比例系数；此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*为：
Figure FDA0003092791790000028
在电压跌落大于50％处于严重电网故障时，d轴参考电流
Figure FDA0003092791790000029
q轴参考电流
Figure FDA00030927917900000210
分别为：
Figure FDA00030927917900000211
此时需要向公共电网注入的有功功率参考值P*和无功功率参考值Q*为：
Figure FDA0003092791790000031
S3、根据步骤S1得到的含等价输入干扰量的控制系统，基于等价输入干扰方法设计逆变器电流控制器，所述逆变器电流控制器控制实际输入电流跟踪所述参考电流信号，从而及时向公共电网侧注入功率，稳定逆变器与公共电网之间的功率流。
2.根据权利要求1所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2中通过建立虚拟正交坐标系生成网侧电压电流的虚拟信号的具体过程为：通过一阶全通滤波器构成的正交信号生成器分别对网侧电压vg和网侧电流ig进行π/2的相位移动，得到原始网侧电压信号vgr(t)及其虚拟信号vgi(t)、原始网侧电流信号igr(t)及其虚拟信号igi(t)，其中，所述一阶全通滤波器的传递函数Fa(t)为：
Figure FDA0003092791790000032
式中，T表示逆变器中基波电压的周期，s表示复变量。
3.根据权利要求2所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2中基于单相pq理论得到参考电流计算式的具体过程为：结合原始电路和虚拟正交电路得到公共电网侧的视在功率Sg、有功功率Pg和无功功率Qg：
Figure FDA0003092791790000033
在给定有功功率和无功功率参考值时，得到逆变器电流控制器的参考电流信号：
Figure FDA0003092791790000041
式中，
Figure FDA0003092791790000042
表示电网侧原始参考电流信号，
Figure FDA0003092791790000043
表示电网侧虚拟参考电流信号。
4.根据权利要求1所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述步骤S3中基于等价输入干扰方法设计逆变器电流控制器包括扰动估计器设计、滤波器和状态观测器设计、状态反馈控制器设计。
5.根据权利要求4所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述扰动估计器设计的具体过程为：由含等价输入干扰量的控制系统推算出扰动估计值
Figure FDA0003092791790000044
Figure FDA0003092791790000045
其中，B+＝BT(BTB)-1，uf(t)表示状态反馈输出，
Figure FDA0003092791790000046
表示状态量估计，L表示状态观测器增益。
6.根据权利要求4所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述滤波器和状态观测器设计的具体过程为：
滤波器采用低通滤波器：
Figure FDA0003092791790000047
其中，Fd(s)表示滤波器的传递函数；Ts表示时间常数，用于保证滤波器的带宽大于干扰信号的最高角频率；然后根据小增益定理，滤波器的传递函数满足：
||GFd(s)||∞＜1，
其中，G表示扰动估计值
Figure FDA0003092791790000048
与经滤波器滤波后的估计值desw之间的传递函数，由此设计滤波器；所述扰动估计值
Figure FDA0003092791790000049
通过滤波器Fd(s)限定扰动量的带宽并滤去噪声，从而在控制输入通道进行等价输入干扰补偿；
建立所述含等价输入干扰量的控制系统的对偶系统：
Figure FDA0003092791790000051
其中，T表示转置，xL(t)、uL(t)、yL(t)分别表示对偶系统的状态量、控制量以及控制输出，
Figure FDA0003092791790000052
表示状态量xL(t)的一阶微分；将状态反馈增益通过标量ρ进行参数化：
uL(t)＝ρLTxL(t)；
当对偶系统是一个最小相位系统时，通过完全调节标量ρ可取得合适的状态观测器增益L：
Figure FDA0003092791790000053
其中，I表示单位矩阵。
7.根据权利要求4所述的基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法，其特征在于，所述状态反馈控制器设计的具体过程为：状态反馈控制器子系统由被控对象、内部模型构成的增广系统组成：
Figure FDA0003092791790000054
其中，x表示含等价输入干扰量的控制系统的状态变量，u表示含等价输入干扰量的控制系统的控制输出，xR表示内部模型状态变量，
Figure FDA0003092791790000055
分别表示x、xR的一阶微分，AR、BR分别表示内部模型的状态矩阵及输入矩阵；利用最优控制理论建立所述増广系统的性能指标，所述状态反馈控制器的最优状态反馈增益通过优化所述性能指标得到。
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