CN116345942B - 一种并网逆变器控制方法及其应用 - Google Patents

一种并网逆变器控制方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种并网逆变器控制方法，包括：构建三相并网逆变器的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器计算电流观测误差；以电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器输出α轴、β轴电网电压观测值，并经正交锁相环得到电网电压角频率观测值和相位观测值；建立同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，并以此建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器；根据扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算相位补偿值，实现并网逆变器的矢量控制。其可以解决传统并网逆变器控制的滑模观测器采用低通滤波器存在相位延迟、逆变器非线性因素造成相位误差以及使用锁相环提取相位与频率信息时产生稳态相位误差的问题。

Description

一种并网逆变器控制方法及其应用
技术领域
本发明涉及电网系统控制技术领域，更具体地，涉及一种并网逆变器控制方法、一种并网逆变器控制装置和一种并网逆变器控制设备以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
并网逆变器作为分布式发电系统并网的最后一级电力变换设备，对并网电能的控制起着关键作用。目前，常用的并网逆变器控制主要有矢量控制和直接功率控制等，需要设置交流电压传感器、交流电流传感器和直流电压传感器以采集电压、电流等反馈信号，而传感器发生故障会使得整个系统失去稳定，从而大幅度降低并网系统的可靠性。相比于省去直流电压传感器或交流电流传感器的方案，无交流电压传感器技术得到了最为广泛的研究。
实现无交流电压传感器的并网逆变器控制方法一般分为虚拟磁链观测法与电网电压观测法两类，其中基于滑模观测器的电网电压观测法由于鲁棒性较好，不易受干扰得到了广泛应用。而传统滑模观测器会引入三方面的相位误差，分别为：传统低通滤波器造成的相位延迟；逆变器非线性等因素造成的相位误差以及提取相位与频率信息时使用锁相环产生的稳态相位误差，从而影响无交流电压传感器算法性能。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种并网逆变器控制方法及其应用，旨在解决传统并网逆变器控制的滑模观测器采用低通滤波器存在相位延迟、逆变器非线性因素造成相位误差以及使用锁相环提取相位与频率信息时产生稳态相位误差的问题。
为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种并网逆变器控制方法，包括：构建三相并网逆变器在两相静止坐标系下的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器，以计算得到电流观测误差；以所述电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器，获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值并输入正交锁相环，得到电网电压角频率观测值和相位观测值；根据所述相位观测值和所述角频率观测值建立三相并网逆变器在同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器；根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，并根据所述相位补偿值和所述角频率观测值实现并网逆变器的矢量控制。
在本发明的一个实施例中，所述获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值，包括：通过复系数滤波器：对所述超螺旋滑模观测器的观测值进行滤波，获取基于所述复系数滤波器的所述超螺旋滑模观测器输出的所述α轴、β轴电网电压观测值；其中，/>、/>为α轴、β轴电网电压观测值；/>、/>为电流状态观测器的输入；/>为复系数滤波器的传函；/>为拉普拉斯算子，/>为复数单位；/>为复系数滤波器的中心频率，/>为复系数滤波器的截止频率。
在本发明的一个实施例中，所述α轴、β轴电网电压观测值输入正交锁相环，得到电网电压相位观测值和角频率观测值，包括：计算相位误差；对所述相位误差标幺化：/>；建立开环传递函数/>、并控制所述相位误差收敛至零，得到所述相位观测值和所述角频率观测值；其中，/>、/>为α轴、β轴电网电压观测值，/>为相位观测值，/>为角频率观测值，/>为拉普拉斯算子，/>、/>分别为锁相环的比例参数和积分参数。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器，包括：所述γ轴、δ轴电流状态方程为，设/>，将γ轴电流状态方程变换为，其中/>为集总扰动/>的变化率，且有：/>；构建γ轴扩张滑模干扰观测器为/>，δ轴扩张滑模干扰观测器同理构建；其中，/>、/>和/>、/>分别为γ轴、δ轴电流分量和电压分量，/>、/>为γ轴、δ轴电网电压，/>为角频率观测值，/>、/>分别为逆变器输出侧的电阻和电感，m为控制器参数，n为滑模参数，/>为滑模控制率。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，包括：由所述扩张滑模干扰观测器与所述γ轴、δ轴电流状态方程联立可得：，其中/>，/>为集总扰动/>的观测误差，且有/>，同理有/>；根据所述γ轴、δ轴电网电压观测值之间的关系计算得到所述相位补偿值/>。
按照本发明的第二个方面，还提供了一种并网逆变器控制装置，其包括：电流观测误差计算模块，用于构建三相并网逆变器在两相静止坐标系下的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器，以计算得到电流观测误差；角频率和相位观测值获取模块，用于以所述电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器，获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值并输入正交锁相环，得到电网电压角频率观测值和相位观测值；扩张滑模干扰观测器建立模块，用于根据所述相位观测值和所述角频率观测值建立三相并网逆变器在同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器；矢量控制模块，用于根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，并根据所述相位补偿值和所述角频率观测值实现并网逆变器的矢量控制。
在本发明的一个实施例中，所述γ轴、δ轴电流状态方程为，所述扩张滑模干扰观测器建立模块具体用于：设，将γ轴电流状态方程变换为/>，其中/>为集总扰动/>的变化率，且有：/>；构建γ轴扩张滑模干扰观测器为，δ轴扩张滑模干扰观测器同理构建；其中，/>、/>和/>、/>分别为γ轴、δ轴电流分量和电压分量，/>、/>为γ轴、δ轴电网电压，/>为角频率观测值，、/>分别为逆变器输出侧的电阻和电感，m为控制器参数，n为滑模参数，/>为滑模控制率。
在本发明的一个实施例中，所述矢量控制模块具体用于：由所述扩张滑模干扰观测器与所述γ轴、δ轴电流状态方程联立可得：，其中，/>为集总扰动/>的观测误差，且有/>，同理有/>；根据所述γ轴、δ轴电网电压观测值之间的关系计算得到所述相位补偿值。
按照本发明的第三个方面，还提供了一种并网逆变器控制设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述中任一项实施例所述方法的步骤。
按照本发明的第四个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备上述中任一项实施例所述方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
（1）本发明提供的并网逆变器控制方法通过以电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器对逆变器非线性因素造成的相位误差进行补偿的同时，还根据电网电压角频率观测值和相位观测值建立扩张滑模干扰观测器对锁相环提取相位与频率信息时的稳态误差进行实时补偿，考虑了并网逆变器控制过程中的多方面扰动误差，能够有效削减滑模控制的抖振现象、优化滑模运动过程，并且进一步减小相位误差，提高控制精度；
（2）通过设计复系数滤波器对超螺旋滑模观测器输出的电网电压观测值进行滤波，利用复系数滤波器的特性规避传统低通滤波器导致的相位延迟的副作用，从而提高观测精度；
（3）本发明提供的扩张滑模干扰观测器基于滑模观测器（Slidng Mode Observer，SMO)的算法模型建立，并考虑集总扰动的观测误差，相比于采用扩张状态观测器（ExtendedState Obsever，ESO）的算法模型而言对系统参数要求较更低，对外部干扰不敏感，具有更强的鲁棒性与自适应性，以此进行更准确的相位补偿。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种并网逆变器控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的三相并网逆变器的拓扑结构图；
图3为本发明实施例提供的三相并网逆变器的控制逻辑框图；
图4为本发明实施例提供的超螺旋滑模观测器的控制逻辑框图；
图5本发明实施例提供的复系数滤波器的控制结构框图；
图6为本发明实施例提供的复系数滤波器在截止频率相同，中心频率不同时的伯德图；
图7为本发明实施例提供的正交锁相环的原理框图；
图8为本发明实施例提供的α轴、β轴静止坐标系与d轴、q轴旋转坐标系以及γ轴、δ轴同步速旋转坐标系之间的关系示意图；
图9为本发明实施例提供的扩张滑模干扰观测器的原理框图；
图10为本发明实施例提供的一种并网逆变器控制装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
如图1所示，本发明第一实施例提出一种并网逆变器控制方法，例如包括：步骤S1，构建三相并网逆变器在两相静止坐标系下的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器，以计算得到电流观测误差；步骤S2，以所述电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器，获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值并输入正交锁相环，得到电网电压角频率观测值和相位观测值；步骤S3，根据所述相位观测值和所述角频率观测值建立三相并网逆变器在同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器；步骤S4，根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，并将所述相位补偿值和所述角频率观测值反馈至所述并网逆变器进行矢量控制。
具体的，如图2所示是电压源型三相并网逆变器的拓扑结构图，、/>分别表示逆变器输出侧的电感和电阻，/>、/>、/>分别是电网三相电压；/>、/>、/>分别是并入电网的三相电流；/>、/>、/>分别是逆变器输出的三相电压。如图3所示是三相并网逆变器的控制逻辑框图，SVPWM表示空间矢量脉宽调制，the new STSMO表示本发明实施例采用的基于复系数滤波器的参数自适应超螺旋滑模观测器；下面结合图2、3对本实施例提供的一种并网逆变器方法的步骤进行具体说明：
在步骤S1中，例如先建立L型三相并网逆变器在两相静止坐标系下的电压方程：；其中，/>、/>和/>、/>分别为两相静止坐标系下的逆变器输出电流和电压的α轴、β轴分量。
根据电压方程变换得到α、β轴电流状态方程为：；则可构建电流状态观测器为/>；其中，/>、/>为观测电流，/>、/>为电流状态观测器的输入。
由电流状态方程与电流状态观测器可计算得到电流误差状态方程为：，计算得到电流误差为：/>。
在步骤S2中，如图4所示为超螺旋滑模观测器的控制逻辑框图，例如定义电流误差为滑模面，设计超螺旋滑模观测器的控制率为：，；其中，/>，/>，/>，/>为滑模参数，且均为大于零的实数。
当状态轨迹到达滑模面时，有：；代入电流误差状态方程，由滑模等效原理可得：/>。
通过该超螺旋滑模观测器对逆变器非线性因素造成的相位误差进行补偿，能够有效削减滑模控制的抖振现象、优化滑模运动过程。
在一个实施方式中，例如采用复系数滤波器：对超螺旋滑模观测器的观测值进行滤波，采集基于复系数滤波器的超螺旋滑模观测器输出的电网电压观测值；其中，/>、/>为电网电压观测值，/>为复系数滤波器的传函，/>表示拉普拉斯算子、/>表示复数单位、/>为复系数滤波器的中心频率，同时为电网电压角频率观测值，为复系数滤波器的截止频率。
如图5所示是复系数滤波器的控制结构框图，在控制过程中不需要额外的相位补偿。如图6所示是复系数滤波器在截止频率相同，中心频率不同时的伯德图，从中可以看出在复系数滤波器在中心频率处无相位延迟且无增益衰减，即复系数滤波器具备提取特定频率信号的选频功能。利用复系数滤波器的特性能够规避传统低通滤波器导致的相位延迟的副作用，从而提高观测精度。
进一步的，得到α轴、β轴电网电压观测值后用正交锁相环处理，得到相位观测值与角频率观测值。如图7所示是正交锁相环的原理框图，例如具体包括以下步骤：
a）将参数自适应超螺旋滑模观测器输出的电网电压观测值输入正交锁相环，根据如下关系计算相位误差：
；
b）对所述相位误差进行标幺化，以保证其幅值不随电网电压幅值变化：
；
c）通过开环传递函数控制相位误差收敛至零，获得电网电压合成矢量的相位观测值与角频率观测值：
；
；
其中，、/>为α轴、β轴电网电压观测值，/>、/>为电网电压的相位观测值和角频率观测值，/>为拉普拉斯算子，/>、/>分别为锁相环的比例参数和积分参数。
在步骤S3中，如图8所示，由锁相环输出的相位观测值和角频率观测值建立γ轴、δ轴同步速旋转坐标系，并建立并网逆变器在该坐标系下的电流状态方程，依此模型建立γ轴、δ轴的扩张滑模干扰观测器，具体步骤如下：
1）建立并网逆变器在γ轴、δ轴同步速旋转坐标系下的电压方程为：
；
其中，、/>和/>、/>分别为γ轴、δ轴电流分量和电压分量，/>、/>为γ轴、δ轴电网电压；
且有：
；
其中，φ为γ轴、δ轴同步速旋转坐标系与d轴、q轴旋转坐标系间的夹角，为电网电压合成矢量的幅值。
2）根据γ轴、δ轴同步速旋转坐标系下的电压方程，变换得到γ轴、δ轴电流状态方程为：
。
3）如图9所示，根据γ轴、δ轴电流状态方程构造γ轴、δ轴的扩张滑模扰动观测器，以γ轴为例：
假设，则γ轴电流状态方程可变换为/>，其中/>为集总扰动/>的变化率，且有：/>；
故可构建γ轴扩张滑模干扰观测器如下：
；
其中，、/>分别为/>、/>的观测值，m为控制器参数，是一个大于零的常数，n为滑模参数，/>为设计的滑模控制率。
通过该张滑模干扰观测器能够对锁相环提取相位与频率信息时的稳态误差进行实时补偿，进一步减小观测的相位误差，提高控制精度。并且，基于滑模观测器（SlidngMode Observer，SMO)的算法模型建立的扩张滑模干扰观测器相比于采用扩张状态观测器（Extended State Obsever，ESO）的算法模型而言对系统参数要求较更低，对外部干扰不敏感，具有更强的鲁棒性与自适应性，以此进行更准确的相位补偿。
在步骤S4中，例如由构建的扩张滑模干扰观测器与γ轴、δ轴电流状态方程联立可得：
；
其中，，/>为集总扰动/>的观测误差，为使状态轨迹能到达滑模面，从而保证系统达到稳定，由Lyapunov稳定性理论可求得滑模参数n的取值范围：
令，则：
；
故参数n应满足：。
由此系统可达到稳定，从而得到集总扰动的观测值，且有/>，其中/>表示γ轴电网电压观测值。
同理有，其中/>表示δ轴电网电压观测值。
根据γ轴、δ轴电网电压观测值之间的关系计算得到相位补偿值为：。
将相位补偿值补偿到电网电压相位观测值/>，则可得到精度更高的相位观测信息/>，有/>。
将角频率观测值反馈到超螺旋滑模观测器的复系数滤波器中，实现复系数滤波器的参数自适应；同时将角频率观测值/>与相位观测信息/>反馈到并网逆变器的矢量控制系统中，实现无交流电压传感器控制。
综上所述，本发明第一实施例提出的一种并网逆变器控制方法，通过以电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器对逆变器非线性因素造成的相位误差进行补偿的同时，还根据电网电压角频率观测值和相位观测值建立扩张滑模干扰观测器对锁相环提取相位与频率信息时的稳态误差进行实时补偿，考虑了并网逆变器控制过程中的多方面扰动误差，能够有效削减滑模控制的抖振现象、优化滑模运动过程，并且进一步减小相位误差，提高控制精度；设计复系数滤波器对超螺旋滑模观测器输出的电网电压观测值进行滤波，利用复系数滤波器的特性规避传统低通滤波器导致的相位延迟的副作用，从而提高观测精度；基于SMO算法模型建立的扩张滑模干扰观测器考虑集总扰动的观测误差，相比于采用ESO的算法模型而言对系统参数要求较更低，对外部干扰不敏感，具有更强的鲁棒性与自适应性，以此进行更准确的相位补偿。
另外，如图10所示，本发明第二实施例提出一种并网逆变器控制装置20，例如包括：电流观测误差计算模块201，角频率和相位观测值获取模块202、扩张滑模干扰观测器建立模块203以及矢量控制模块204。其中，电流观测误差计算模块201用于构建三相并网逆变器在两相静止坐标系下的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器，以计算得到电流观测误差。角频率和相位观测值获取模块202用于以所述电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器，获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值并输入正交锁相环，得到电网电压角频率观测值和相位观测值。扩张滑模干扰观测器建立模块203用于根据所述相位观测值和所述角频率观测值建立三相并网逆变器在同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器。矢量控制模块204用于根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，并根据所述相位补偿值和所述角频率观测值实现并网逆变器的矢量控制。
在一个实施方式中，所述γ轴、δ轴电流状态方程为，扩张滑模干扰观测器建立模块203具体用于：设，将γ轴电流状态方程变换为/>，其中/>为集总扰动/>的变化率，且有：/>；构建γ轴扩张滑模干扰观测器为，δ轴扩张滑模干扰观测器同理构建；其中，/>、/>和/>、/>分别为γ轴、δ轴电流分量和电压分量，/>、/>为γ轴、δ轴电网电压，/>为角频率观测值，、/>分别为逆变器输出侧的电阻和电感，m为控制器参数，n为滑模参数，/>为滑模控制率。
在一个实施方式中，矢量控制模块204具体用于：由所述扩张滑模干扰观测器与所述γ轴、δ轴电流状态方程联立可得：，其中/>，/>为集总扰动/>的观测误差，且有/>，同理有/>；根据所述γ轴、δ轴电网电压观测值之间的关系计算得到所述相位补偿值。
本发明第二实施例公开的并网逆变器控制装置20所实现的并网逆变器控制方法如前述第一实施例所述，故在此不再进行详细讲述。可选地，第二实施例中的各个模块和上述其他操作或功能分别为了实现第一实施例所述的并网逆变器控制方法，且本实施例的有益效果同前述第一实施例的有益效果相同，为了简洁，不在此赘述。
如图11所示，本发明第三实施例还提供一种并网逆变器控制设备30，例如包括：至少一个处理单元31、以及至少一个存储单元32，其中，所述存储单元32存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行如上述方法的步骤，且本实施例提供的并网逆变器控制设备30的有益效果与第一实施例提供的并网逆变器控制方法的有益效果相同。
如图12所示，本发明第四实施例还提供一种计算机可读存储介质40，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤，且本实施例提供的计算机可读存储介质40的有益效果与第一实施例提供的并网逆变器控制方法的有益效果相同。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统（包括分子存储器IC），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。
以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种并网逆变器控制方法，其特征在于，包括：
构建三相并网逆变器在两相静止坐标系下的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器，以计算得到电流观测误差；
以所述电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器，获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值并输入正交锁相环，得到电网电压角频率观测值和相位观测值；
根据所述相位观测值和所述角频率观测值建立三相并网逆变器在同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器；
根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，并根据所述相位补偿值和所述角频率观测值实现并网逆变器的矢量控制；
所述根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器，包括：
所述γ轴、δ轴电流状态方程为，设/>，将γ轴电流状态方程变换为/>，其中/>为集总扰动/>的变化率，且有：；
构建γ轴扩张滑模干扰观测器为，δ轴扩张滑模干扰观测器同理构建；
其中，、/>和/>、/>分别为γ轴、δ轴电流分量和电压分量，/>、/>为γ轴、δ轴电网电压，/>为角频率观测值，/>、/> 分别为逆变器输出侧的电阻和电感，m为控制器参数，n为滑模参数，/>为滑模控制率。
2.根据权利要求1所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值，包括：
通过复系数滤波器：对所述超螺旋滑模观测器的观测值进行滤波，获取基于所述复系数滤波器的所述超螺旋滑模观测器输出的所述α轴、β轴电网电压观测值；
其中，、/>为α轴、β轴电网电压观测值；/>、/>为电流状态观测器的输入；/>为复系数滤波器的传函；/>为拉普拉斯算子，/>为复数单位；/>为复系数滤波器的中心频率，/>为复系数滤波器的截止频率。
3.根据权利要求1所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述α轴、β轴电网电压观测值输入正交锁相环，得到电网电压相位观测值和角频率观测值，包括：
计算相位误差；
对所述相位误差标幺化：；
建立开环传递函数、/>并控制所述相位误差收敛至零，得到所述相位观测值和所述角频率观测值；
其中，、/>为α轴、β轴电网电压观测值，/>为相位观测值，/>为角频率观测值，/>为拉普拉斯算子，/>、/>分别为锁相环的比例参数和积分参数。
4.根据权利要求1所述的并网逆变器控制方法，其特征在于，所述根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，包括：
由所述扩张滑模干扰观测器与所述γ轴、δ轴电流状态方程联立可得：，
其中，/>为集总扰动/>的观测误差，且有/>，同理有；
根据所述γ轴、δ轴电网电压观测值之间的关系计算得到所述相位补偿值。
5.一种并网逆变器控制装置，其特征在于，包括：
电流观测误差计算模块，用于构建三相并网逆变器在两相静止坐标系下的α轴、β轴电流状态方程及电流状态观测器，以计算得到电流观测误差；
角频率和相位观测值获取模块，用于以所述电流观测误差为状态变量构建超螺旋滑模观测器，获取所述超螺旋滑模观测器输出的α轴、β轴电网电压观测值并输入正交锁相环，得到电网电压角频率观测值和相位观测值；
扩张滑模干扰观测器建立模块，用于根据所述相位观测值和所述角频率观测值建立三相并网逆变器在同步速旋转坐标系下的γ轴、δ轴电流状态方程，根据所述γ轴、δ轴电流状态方程建立集总扰动的扩张滑模干扰观测器；
矢量控制模块，用于根据所述扩张滑模干扰观测器输出的γ轴、δ轴电网电压观测值计算得到相位补偿值，并根据所述相位补偿值和所述角频率观测值实现并网逆变器的矢量控制；
所述γ轴、δ轴电流状态方程为，所述扩张滑模干扰观测器建立模块具体用于：
设，将γ轴电流状态方程变换为/>，其中/>为集总扰动的变化率，且有：/>；
构建γ轴扩张滑模干扰观测器为，δ轴扩张滑模干扰观测器同理构建；
其中，、/>和/>、/>分别为γ轴、δ轴电流分量和电压分量，/>、/>为γ轴、δ轴电网电压，/>为角频率观测值，/>、/> 分别为逆变器输出侧的电阻和电感，m为控制器参数，n为滑模参数，/>为滑模控制率。
6.根据权利要求5所述的并网逆变器控制装置，其特征在于，所述矢量控制模块具体用于：
由所述扩张滑模干扰观测器与所述γ轴、δ轴电流状态方程联立可得：，其中/>，/>为集总扰动/>的观测误差，且有，同理有/>；
根据所述γ轴、δ轴电网电压观测值之间的关系计算得到所述相位补偿值。
7.一种并网逆变器控制设备，其特征在于，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行权利要求1～4中任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行权利要求1～4中任一项所述方法的步骤。
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