CN112953290A - 一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法 - Google Patents
一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112953290A CN112953290A CN202110304287.7A CN202110304287A CN112953290A CN 112953290 A CN112953290 A CN 112953290A CN 202110304287 A CN202110304287 A CN 202110304287A CN 112953290 A CN112953290 A CN 112953290A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inverter
- parallel inverter
- parallel
- inverter system
- uncertainty
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
- H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及电力电子技术领域,公开了一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,并联逆变器系统主从控制方式下,将所有逆变器看作一个整体,建立其完整的动态模型,并由此设计并联逆变器系统的控制器;考虑并联逆变器系统中存在参数及结构不确定性问题,以系统输出电压及从逆变器的电感电流作为系统状态,设计积分型全域滑模面向量;在此基础上设计自适应观测器构成自适应积分型全域滑模控制结构,以克服常规滑模控制对不确定性边界值的依赖,并减小抖震现象。本发明能够有效提高并联逆变器系统对参数不确定性及结构不确定性的全域鲁棒性,保证并联逆变器系统在不确定性存在的情况下也能够输出高质量的终端电压,及逆变器之间高精度的电流分配。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子控制技术领域,具体涉及一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法。
背景技术
低碳能源发展逐渐成为各国积极发展之目标,发展可再生能源是解决能源短缺的方法之一。结合再生能源发电的微电网发展已成为目前热门研究主题之一。微电网属于分散式发电系统,系统利用再生能源协助供电达到环保效益,其主要功能在于当电力公司系统发电量不足或故障时,独立供电提供负载的紧急用电,称为孤岛微网。再生能源输出的电力不稳定,且部分再生能源输出电压(例如太阳能发电)为直流电源,因此再生能源发电输出电力,无法直接应用于微电网。需通过使用电力电子领域的逆变器来实现。但单个逆变器模块由于开关元件的耐压、耐流量和散热等问题,在大功率应用中受元件特性的制约;另外依赖于单个逆变器模块的系统,当发生故障时,没有其他逆变器来分担系统的功率,从而使系统不能工作,采用多台电压源型逆变器并联可以使微型电网具有更好的冗余性、稳定性和可靠性而成为近年来研究的热点。另一方面,未来再生能源多样化,各式不同功能的逆变器势必将加入微电网。具有鲁棒性强的输出电压调节、各逆变器间的功率/电流均衡控制的并联控制技术对并联逆变器系统的稳定运行尤为重要。
通讯线在智能微网中的应用是不可避免的,现代通信技术在智能微网中的发展,使得有线并联控制具有可行性,其中应用最广泛的是主从控制方式。主从控制将一个逆变器当作主模块,控制其输出电压,而其它逆变器模块则当从模块,控制其输出电流,达到快速的电压调节和精确的电流均匀分配,在主从控制理论中各种闭回路控制法用来对输出电压及电感电流进行控制。常规并联逆变器系统主从控制方式下,控制器基于各自逆变器的数学模型单独设计,可以满足其在独立运行时的稳定性要求,而并联运行时控制性能可能会下降甚至不稳定。为了保证并联逆变器系统的稳定性,本发明将所有逆变器看作一个整体,建立其完整的动态模型,选择并联系统的输出电压及每个从逆变器的滤波电感电流作为系统状态,设计并联系统的控制器。此外,在微网系统中,再生能源输出直流电压通常不稳定,从而使得并联运行的逆变器直流输入电压存在波动;另外元件参数很难和标称值完全一致,使得逆变器电路参数存在摄动;在微网运行过程中负载扰动频繁;同时,当从逆变器单元发生故障时,从系统中切除,故障修复后重新接入微网系统,这些都使得并联逆变器系统具有不确定性的扰动。此外逆变器中电力开关动作使得系统具有高度的非线性。因此设计对并联逆变器系统的不确定性具有鲁棒性的控制方案是非常重要的。
发明内容
发明目的:针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,将所有逆变器看作一个整体,建立其完整的动态数学模型,设计积分型全域滑模面向量,设计系统不确定性的自适应观测器构成自适应积分型全域滑模控制器(AITSMC),有效提高并联逆变器系统对不确定性的鲁棒性,保证并联逆变器系统在不确定性存在的情况下也能够输出高质量的终端电压,及逆变器之间高精度的电流分配。
技术方案:本发明提供了一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,所述方法基于并联逆变器系统,所述并联逆变器系统包括1个主逆变器,n-1个从逆变器,其均并联连接,包括如下步骤:
S1:将所有逆变器看作一个整体,建立其完整的动态模型,选择并联逆变器系统公共耦合点(PCC)的输出电压vo及每个从逆变器的电感电流iLk|k=2,…,n作为系统状态,构建考虑系统不确定性的并联逆变器系统的数学模型;
S3:设计自适应控制率估计并联逆变器系统中存在的不确定性问题的边界值,基于李雅普诺夫稳定性定理和投影定理设计自适应约束控制律向量uca;
S4:基本控制律向量ub和自适应约束控制律向量uca共同构成自适应积分型全域滑模控制律向量uAITSMC,所述自适应积分型全域滑模控制律向量uAITSMC包括并联逆变器系统中主逆变器的控制律uAITSMC1及n-1个从逆变器的控制律uAITSMCk|k=2,…,n;
S5:每个逆变器的控制律作为SPWM调制策略的调制信号,得到每个逆变器的开关控制信号。
进一步地,所述并联逆变器系统整体的动态模型为:
其中,L1和C1是主逆变器中滤波器的滤波电感和电容值;表示每个模块中滤波电容值的总和;vo和io分别表示并联逆变器系统的输出电压,iL1和iC1分别是主逆变器滤波电感和电容上的电流,和iLk|k=2,…,n是第k个逆变器中的电感和电容电流;主逆变器增益表示为其中Vdc1是主逆变器端子的直流母线电压,为三角波调制信号的幅值,是第k(k=2,···,n)个逆变器中对应值;φ=ild/C,其中电流源ild用来模拟由负荷变化或不可预知的不确定性引起的外部扰动。
进一步地,所述S1中系统的数学模型考虑系统不确定性可以分成额定部分和不确定部分,所述考虑系统不确定性的并联逆变器系统的数学模型可表示为:
其中,x=[vo,iL2,···,iLn]T∈Rn×1;u=[vcon1,vcon2,···,vconn]T∈Rn×1;z=[z1,0··0]T∈Rn×1;系统模型系数矩阵Ap=diag(ap1,ap2,···,apn)∈Rn×n,Ap的额定值为Apn=diag(apn1,apn2,···,apnn)∈Rn×n,其中ap1=-1/(L1C),ap2=-1/(L2C),apn=-1/(LnC),不确定部分为ΔAp=diag(Δap1,Δap2,···,Δapn)∈Rn×n;系统模型系数矩阵Bp=diag(bp1,bp2,···,bpn)∈Rn×n,其中bp1=-KPWM1/(L1C),bp2=-KPWM2/(L2C)及bpn=-KPWMn/(LnC),Bp的额定值为Bpn=diag(bpn1,bpn2,···,bpnn)∈Rn×n,不确定部分为ΔBp=diag(Δbp1,Δbp2,···,Δbpn)∈Rn×n;系统模型系数矩阵Cp=diag(cp,0)∈Rn×n,其中cp=1/C,Cp的额定值为Cpn=diag(cpn,0)∈Rn×n,不确定部分为ΔCpn=diag(Δcpn,0)∈Rn×n;apn1,bpn1,apn2,bpn2,apnn,bpnn及cpn分别表示ap1,bp1,ap2,bp2,apn,bpn及cp的额定值,Δap1,Δbp1,Δap2,Δbp2,Δapn,Δbpn及Δcp表示额定值与实际值的差值;
则并联逆变器系统的不确定性向量为:
所述不确定性向量的边界值‖ψ||1<ρs,其中‖·‖1表示向量的1-范数,ρs是一个给定的正常数。
进一步地,所述S2中积分型全域滑模面向量为:
其中,kv1,kv2及kik为待设计的正常数;e0为e(t)的初始值;s(0)=0∈Rn×1;J=diag(Jv,Ji)∈R(n+1)×(n+1),及Ji=diag(ki2,…,kin)∈R(n-1)×(n-1);
进一步地,所述S2中设计积分型全域滑模控制的基本控制律向量ub为:
进一步地,所述S3中积分型全域滑模控制的自适应基本控制律向量uca为:
进一步地,所述S4中积分型全域滑模控制的自适应约束控制律向量uAITSMC为:
uAITSMC=ub+uca
其中,uAITSMC=[uAITSMC1,uAITSMC2,…,uAITSMCn]T∈Rn×1。
进一步地,所述S3中并联逆变器系统不确定性包括系统中的非线性、内部参数、外部扰动及系统结构变化。
有益效果:
(1)本发明将并联的所有逆变器看作一个整体,建立包含1个主逆变器带n-1个从逆变器的并联逆变器系统完整的动态模型,以保证整个并联逆变器系统的稳定性。
(2)本发明考虑并联逆变器系统中存在的非线性、内部参数、外部扰动及系统结构变化的不确定性问题,设计积分型全域滑模面向量,提高暂态性能的同时消除到达阶段,从而保证系统具有全域鲁棒性。
(3)本发明设计自适应观测器构成自适应积分型全域滑模控制结构以克服积分型全域滑模控制对系统详细动态信息及系统不确定性边界值的依赖,并减小并联逆变器系统的抖震现象,有效提高并联逆变器系统对系统参数不确定性及结构不确定性的全局鲁棒性,保证并联逆变器系统在不确定性存在的情况下也能够输出高质量的终端电压,保证逆变器之间高精度的电流分配。
附图说明
图1为主从均流策略下的孤岛微网并联逆变器系统结构图;
图2为自适应积分型全域滑模控制(AITSMC)系统的方框图;
图3为PI控制下并联逆变器系统负载由1kW卸载至500W时输出电压及各变流器的滤波电感电流波形;
图4为本发明设计的自适应积分型全域滑模控制(AITSMC)控制下并联逆变器系统负载由1kW卸载至500W时输出电压及各变流器的滤波电感电流波形;
图5为PI控制下从逆变器并入主逆变器时输出电压及各变流器的滤波电感电流波形;
图6为本发明设计的自适应积分型全域滑模控制(AITSMC)控制下从逆变器并入主逆变器时输出电压及各变流器的滤波电感电流波形;
图7为PI控制下并联逆变器系统电流分配比例由1:1变换到1:2时输出电压及各变流器的滤波电感电流波形;
图8为本发明设计的自适应积分型全域滑模控制(AITSMC)控制下并联逆变器系统电流分配比例由1:1变换到1:2时输出电压及各变流器的滤波电感电流波形。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明公开了一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,参照图1所示的孤岛微网并联逆变器包含n个PWM逆变器。并联逆变器系统包含1个主逆变器和n-1个从逆变器。其中主逆变器包含一个有四个电力开关管(TA1+,TA1-,TB1+,TB1-)构成的逆变桥和一个LC低通滤波器,L1为滤波电感,C1为滤波电容。n-1个从逆变器具有和主逆变器相同的结构,所有的逆变器并联到一个公共连接点(PCC)为负载(Zl)供电。Vdc1,vAB1,和分别为主逆变器直流母线、逆变器、滤波电感及滤波电容上的电压;Vdck,vABk,为为从逆变器中对应电量,下标k(k=2,···,n)表示第k个逆变器。iL1和分别为主逆变器滤波电感和电容上的电流;iCk|k=2,…,n和iLk|k=2,…,n为对应的第k个逆变器的滤波电感和电容上的电流。io和vo表示并联逆变器系统的输出电流和电压。用一个电流源(ild)来模拟系统外部负载变化或不可预测不确定性。
参照图2,本实施例提供的自适应积分型全域滑模控制(AITSMC)系统包括积分型全域滑模面向量,基本控制律向量及自适应约束控制律三部分。霍尔电压传感器检测输出电压信号与电压给定性信号相减得到电压跟踪误差信号,每个从逆变的电流给定信号设定为其中0<pk≤1表示考虑并联的每个逆变器的额定容量的电流比例系数,霍尔电流传感器检测每个从逆变器的滤波电感电流并与电流给定信号相减得到电流误差信号。自适应积分型全域滑模控制(AITSMC)系统在微控制器TMS320F28335系列的DSP上执行,通过PWM模块输出每个逆变器的开关管的控制信号,即使在系统不确定存在的情况下也能实现高精度电压跟踪控制及电流均分(按比例均分)控制,提高并联逆变器系统的鲁棒性。本实施例提供一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,该方法包括如下步骤:
步骤1:选择并联逆变器系统公共耦合点(PCC)的输出电压vo及每个从逆变器的电感电流iLk|k=2,…,n作为系统状态,构建孤岛运行微网中整个并联逆变器系统的数学模型。
步骤1.1:构建并联逆变器系统整体的数学模型:
为了保证并联逆变器系统的稳定性,计及从逆变器模块对主逆变器模块的影响,将并联的所有逆变器看作一个整体,建立包含1个主逆变器,n-1个从逆变器的并联逆变器系统完整的动态模型;
其中,L1和C1是主逆变器中滤波器的滤波电感和电容值;表示每个模块中滤波电容值的总和;vo和io分别表示并联逆变器系统的输出电压,iL1和iC1分别是主逆变器滤波电感和电容上的电流,和iLk|k=2,…,n是第k个逆变器中的电感和电容电流;主逆变器增益表示为其中Vdc1是主逆变器端子的直流母线电压,为三角波调制信号的幅值,是第k(k=2,···,n)个逆变器中对应值;φ=ild/C,其中电流源ild用来模拟由负荷变化或不可预知的不确定性引起的外部扰动。
步骤1.2:构建考虑系统不确定性的并联逆变器系统整体的数学模型:
系统数学模型考虑系统不确定性可以分成额定部分和不确定部分,并联逆变器系统数学模型可表示为:
其中,x=[vo,iL2,···,iLn]T∈Rn×1;u=[vcon1,vcon2,···,vconn]T∈Rn×1;z=[z1,0··0]T∈Rn×1;系统模型系数矩阵Ap=diag(ap1,ap2,···,apn)∈Rn×n,Ap的额定值为Apn=diag(apn1,apn2,···,apnn)∈Rn×n,其中ap1=-1/(L1C),ap2=-1/(L2C),apn=-1/(LnC),不确定部分为ΔAp=diag(Δap1,Δap2,···,Δapn)∈Rn×n;系统模型系数矩阵Bp=diag(bp1,bp2,···,bpn)∈Rn×n,其中bp1=-KPWM1/(L1C),bp2=-KPWM2/(L2C)及bpn=-KPWMn/(LnC),Bp的额定值为Bpn=diag(bpn1,bpn2,···,bpnn)∈Rn×n,不确定部分为ΔBp=diag(Δbp1,Δbp2,···,Δbpn)∈Rn×n;系统模型系数矩阵Cp=diag(cp,0)∈Rn×n,其中cp=1/C,Cp的额定值为Cpn=diag(cpn,0)∈Rn×n,不确定部分为ΔCpn=diag(Δcpn,0)∈Rn×n;apn1,bpn1,apn2,bpn2,apnn,bpnn及cpn分别表示ap1,bp1,ap2,bp2,apn,bpn及cp的额定值,Δap1,Δbp1,Δap2,Δbp2,Δapn,Δbpn及Δcp表示额定值与实际值的差值。
定义并联逆变器系统的不确定性向量
所述不确定性向量的边界值‖ψ||1<ρs,其中||·||1表示向量的1-范数,ρs是一个给定的正常数。
步骤2:设计孤岛运行微网中并联逆变器系统的自适应积分型全域滑模控制器:
步骤2.1:设计积分型全域滑模面向量:
其中,kv1,kv2及kik为待设计的正常数;e0为e(t)的初始值;s(0)=0∈Rn×1;J=diag(Jv,Ji)∈R(n+1)×(n+1),及Ji=diag(ki2,…,kin)∈R(n-1)×(n-1);
步骤2.2:设计并联逆变器系统的额定数学模型下的基本控制律向量ub:
对滑模面向量求导,并将公式(1)所示的并联逆变器系统的额定数学模型带入,可得
步骤2.3:考虑系统的不确定性,设计并联逆变器系统的自适应约束控制律向量uca:
本发明所设计积分型全域滑模控制的自适应控制律向量uAITSMC为uAITSMC=ub+uca,其中uATISMC=[uAITSMC1,uAITSMC2,…,uAITSMCn]T∈Rn×1。
如果公式(2)所示的并联逆变器系统由控制律uAITSMC控制,则即使在系统存在不确定性的情况下,也能实现电压跟踪和电流分配的目标,保证系统的稳定性。
只要ρ>||ψ||1条件满足,则
由于VAITSMC(s(0))是一个有界函数,且VAITSMC(s(t))是一个非增且有界的函数,由此可以得到
对本发明实施例提供的方法的效果在两个并联逆变器器单元(一个主逆变器带一个从逆变器)的并联逆变器系统中进行测试分析:
图3、图4为并联逆变器系统负载由1kW卸载至500W时,本发明所提出一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法与PI控制方法下,系统输出电压及各变流器的滤波电感电流波形对比,对比仿真实验结果可得:本发明所提出的控制方法在稳态时可以消除PI控制的稳态误差,输出电压的总谐波畸变率(THD)值提高81.2%,电流分配精度上正规化均方误差(NMSE)值提高97.8%;本发明所提出的控制方法在加载情况过渡过程少,超调小且消除暂态调节过程的抖震。
图5、图6为从逆变器并入主逆变器时,本发明所提出一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法与PI控制方法下,系统输出电压及各变流器的滤波电感电流波形对比,对比仿真实验结果可得:本发明所提出的控制方法在从逆变器接入时对并联逆变器系统输出电压的影响减小,且电流分配调节过程减小,相比PI控制方法鲁棒性明显提高。
图7、图8为并联逆变器系统的电流分配比例由1:1变换到1:2时,本发明所提出一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法与PI控制方法下,系统输出电压及各变流器的滤波电感电流波形对比,对比仿真实验结果可得:本发明所提出的控制方法可以在线改变电流分配比例的同时也能保证并联逆变器高质量的输出电压。
本发明实施例提供的一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,构建整个并联逆变器系统的数学模型;设计积分型全域滑模面,结合并联逆变器系统的额定数学模型获取基本控制律向量ub;设计自适应控制率估计并联逆变器系统中存在的非线性、内部参数、外部扰动及系统结构变化等不确定性的边界值,设计自适应约束控制律向量uca;基本控制律向量ub和自适应约束控制律向量uca共同构成自适应积分型全域滑模控制律向量uAITSMC,所述设计的自适应积分型全域滑模控制律向量uAITSMC包括并联逆变器系统中主逆变器的控制律uAITSMC1及n-1个从逆变器的控制律uAITSMCk|k=2,…,n;每个逆变器的控制律作为SPWM调制策略的调制信号,得到每个逆变器的开关控制信号。本发明实施例提供的方案有效提高了并联逆变器系统在不确定性存在情况下的鲁棒性。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,其特征在于,所述方法基于并联逆变器系统,所述并联逆变器系统包括1个主逆变器,n-1个从逆变器,其均并联连接,包括如下步骤:
S1:将所有逆变器看作一个整体,建立其整体的动态模型,选择并联逆变器系统公共耦合点(PCC)的输出电压vo及每个从逆变器的电感电流iLk|k=2,…,n作为系统状态,构建考虑系统不确定性的并联逆变器系统的数学模型;
S3:设计自适应控制率估计并联逆变器系统中存在的不确定性问题的边界值,基于李雅普诺夫稳定性定理和投影定理设计自适应约束控制律向量uca;
S4:基本控制律向量ub和自适应约束控制律向量uca共同构成自适应积分型全域滑模控制律向量uAITSMC,所述自适应积分型全域滑模控制律向量uAITSMC包括并联逆变器系统中主逆变器的控制律uAITSMC1及n-1个从逆变器的控制律uAITSMCk|k=2,…,n;
S5:每个逆变器的控制律作为SPWM调制策略的调制信号,得到每个逆变器的开关控制信号。
3.根据权利要求2所述的孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,其特征在于,所述S1中系统的数学模型考虑系统不确定性可以分成额定部分和不确定部分,所述考虑系统不确定性的并联逆变器系统的数学模型可表示为:
其中,x=[vo,iL2,···,iLn]T∈Rn×1;u=[vcon1,vcon2,···,vconn]T∈Rn×1;z=[z1,0··0]T∈Rn×1;系统模型系数矩阵Ap=diag(ap1,ap2,···,apn)∈Rn×n,Ap的额定值为Apn=diag(apn1,apn2,···,apnn)∈Rn×n,其中ap1=-1/(L1C),ap2=-1/(L2C),apn=-1/(LnC),不确定部分为ΔAp=diag(Δap1,Δap2,···,Δapn)∈Rn×n;系统模型系数矩阵Bp=diag(bp1,bp2,···,bpn)∈Rn×n,其中bp1=-KPWM1/(L1C),bp2=-KPWM2/(L2C)及bpn=-KPWMn/(LnC),Bp的额定值为Bpn=diag(bpn1,bpn2,···,bpnn)∈Rn×n,不确定部分为ΔBp=diag(Δbp1,Δbp2,···,Δbpn)∈Rn×n;系统模型系数矩阵Cp=diag(cp,0)∈Rn×n,其中cp=1/C,Cp的额定值为Cpn=diag(cpn,0)∈Rn×n,不确定部分为ΔCpn=diag(Δcpn,0)∈Rn×n;apn1,bpn1,apn2,bpn2,apnn,bpnn及cpn分别表示ap1,bp1,ap2,bp2,apn,bpn及cp的额定值,Δap1,Δbp1,Δap2,Δbp2,Δapn,Δbpn及Δcp表示额定值与实际值的差值;
则并联逆变器系统的不确定性向量为:
所述不确定性向量的边界值||ψ||1<ρs,其中||·||1表示向量的1-范数,ρs是一个给定的正常数。
7.根据权利要求1所述的孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,其特征在于,所述S4中积分型全域滑模控制的自适应约束控制律向量uAITSMC为:
uAITSMC=ub+uca
其中,uAITSMC=[uAITSMC1,uAITSMC2,…,uAITSMCn]T∈Rn×1。
8.根据权利要求1至7任一所述的孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法,其特征在于,所述S3中并联逆变器系统不确定性包括系统中的非线性、内部参数、外部扰动及系统结构变化。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110304287.7A CN112953290B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110304287.7A CN112953290B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112953290A true CN112953290A (zh) | 2021-06-11 |
CN112953290B CN112953290B (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=76228492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110304287.7A Active CN112953290B (zh) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112953290B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115036971A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-09 | 淮阴工学院 | 基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070236187A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Yuan Ze University | High-performance solar photovoltaic ( PV) energy conversion system |
US20080043501A1 (en) * | 2005-05-27 | 2008-02-21 | Delta Electronics, Inc. | Parallel inverters and controlling method thereof |
CN104953875A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-09-30 | 太原理工大学 | 一种离网逆变器的重复滑模控制方法 |
CN106253338A (zh) * | 2016-08-21 | 2016-12-21 | 南京理工大学 | 一种基于自适应滑模控制的微电网稳定控制方法 |
CN106549399A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-03-29 | 三峡大学 | 一种基于滑模pi复合控制算法的并联apf直流侧电压控制方法 |
CN108551285A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-09-18 | 武汉理工大学 | 基于双滑膜结构的永磁同步电机直接转矩控制系统及方法 |
US20190207391A1 (en) * | 2016-08-15 | 2019-07-04 | Swansea University | Dynamic active and reactive power load sharing in an islanded microgrid |
CN110311426A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-08 | 上海电力学院 | 小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制方法及装置 |
US20200070672A1 (en) * | 2017-10-13 | 2020-03-05 | Ossiaco Inc. | Electric vehicle battery charger |
CN111682589A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-18 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法 |
CN111953009A (zh) * | 2019-05-17 | 2020-11-17 | 天津科技大学 | 一种孤岛多逆变器并联传感器故障诊断方法 |
-
2021
- 2021-03-22 CN CN202110304287.7A patent/CN112953290B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080043501A1 (en) * | 2005-05-27 | 2008-02-21 | Delta Electronics, Inc. | Parallel inverters and controlling method thereof |
US20070236187A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Yuan Ze University | High-performance solar photovoltaic ( PV) energy conversion system |
CN104953875A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-09-30 | 太原理工大学 | 一种离网逆变器的重复滑模控制方法 |
US20190207391A1 (en) * | 2016-08-15 | 2019-07-04 | Swansea University | Dynamic active and reactive power load sharing in an islanded microgrid |
CN106253338A (zh) * | 2016-08-21 | 2016-12-21 | 南京理工大学 | 一种基于自适应滑模控制的微电网稳定控制方法 |
CN106549399A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-03-29 | 三峡大学 | 一种基于滑模pi复合控制算法的并联apf直流侧电压控制方法 |
US20200070672A1 (en) * | 2017-10-13 | 2020-03-05 | Ossiaco Inc. | Electric vehicle battery charger |
CN108551285A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-09-18 | 武汉理工大学 | 基于双滑膜结构的永磁同步电机直接转矩控制系统及方法 |
CN111953009A (zh) * | 2019-05-17 | 2020-11-17 | 天津科技大学 | 一种孤岛多逆变器并联传感器故障诊断方法 |
CN110311426A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-08 | 上海电力学院 | 小型孤岛风柴混合电力系统电压和频率的控制方法及装置 |
CN111682589A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-18 | 国网山西省电力公司电力科学研究院 | 基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
D. BIEL等: "Interleaving quasi-sliding mode control of parallel-connected inverters", 《 2008 INTERNATIONAL WORKSHOP ON VARIABLE STRUCTURE SYSTEMS》, 18 July 2008 (2008-07-18), pages 337 - 342 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115036971A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-09 | 淮阴工学院 | 基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略 |
CN115036971B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-06-11 | 淮阴工学院 | 基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112953290B (zh) | 2024-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Song et al. | Sliding-mode and Lyapunov function-based control for battery/supercapacitor hybrid energy storage system used in electric vehicles | |
Han et al. | Stability analysis of digital-controlled single-phase inverter with synchronous reference frame voltage control | |
Lin et al. | Toward large-signal stabilization of floating dual boost converter-powered DC microgrids feeding constant power loads | |
Singh et al. | Mitigation of destabilising effect of CPLs in island DC micro‐grid using non‐linear control | |
He et al. | Distributed control for UPS modules in parallel operation with RMS voltage regulation | |
CN108879690B (zh) | 一种交直流混合微电网数据驱动控制方法 | |
Dadjo Tavakoli et al. | Decentralised voltage balancing in bipolar dc microgrids equipped with trans‐z‐source interlinking converter | |
Li et al. | An improved coordination control for a novel hybrid AC/DC microgrid architecture with combined energy storage system | |
Aljarajreh et al. | A method of seamless transitions between different operating modes for three-port DC-DC converters | |
Amiri et al. | Voltage control in a DC islanded microgrid based on nonlinear disturbance observer with CPLs | |
CN110556816B (zh) | 一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法和系统 | |
Mahmud et al. | Robust nonlinear controller design for islanded photovoltaic system with battery energy storage | |
CN112953290B (zh) | 一种孤岛微网中并联逆变器系统鲁棒控制方法 | |
Islam et al. | Distributed secondary controller to minimize circulating current flowing among sources in DC microgrid | |
Tiwary et al. | Sliding mode and current observer‐based direct power control of dual active bridge converter with constant power load | |
Amiri et al. | Voltage control and load sharing in a DC islanded microgrid based on disturbance observer | |
Pal et al. | Observer based current sensorless control for dab converter with improved dynamic performance | |
Liu et al. | Multiple Lyapunov function-based large signal stability analysis of DC microgrid with coordinated control | |
Tiwary et al. | Fuzzy logic based direct power control of dual active bridge converter | |
CN113889999B (zh) | 一种抑制直流微电网电压波动的自抗扰控制方法及系统 | |
Jiang et al. | Distribution power loss minimization of energy storage systems in DC microgrids under FDI attacks | |
Eggenschwiler et al. | Closed-loop impedance calculation of grid-tied three-phase inverters/rectifiers in bus signaling strategy-controlled DC microgrids | |
Gupta et al. | DC bus regulation in cascaded three phase AC power converters with only decoupling capacitors | |
CN111555258A (zh) | 一种直流微网的改进自适应下垂控制方法 | |
Luo et al. | Power management and coordinated control strategy of flexible interconnected AC/DC hybrid microgrid with back‐to‐back converters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |