申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2024-03-20

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN118199150A

主分类号：H02J3/38

分类号：H02J3/38;H02M7/48;H02M7/493

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.02#实质审查的生效;2024.06.14#公开

摘要：本发明公开了一种基于无源性的LCL型并网逆变器鲁棒控制方法，属于电气工程领域。本发明针对传统LCL型并网逆变器运行于基于锁相环定向的跟网型并网模式时，面临电网结构参数变化较大的非线性应用场景，会因为延迟引发宽频振荡的问题，本发明通过引入非线性控制延迟，采取D分割法设计无源反馈控制器的控制参数，获得了满足稳定性指标约束条件下的参数稳定域。本发明不仅实施简单，而且大幅增加了基于锁相环定向的跟网型并网模式的LCL型并网逆变器在电网阻抗大幅波动时的稳定裕度，尤其保证了弱电网下系统仍旧能够稳定运行，提高了LCL型并网逆变器系统的电网适应性。

主权项：1.一种基于无源性的LCL型并网逆变器鲁棒控制方法，所述LCL型并网逆变器包括直流源、主逆变器、LCL型滤波器、线路等效电感和三相电网，所述直流源包括直流电源、直流侧电容，所述LCL型滤波器包括桥臂侧电感、桥臂侧电感等效电阻、滤波电容、网侧电感和网侧电感等效电阻；其特征在于，所述控制方法通过建立LCL型并网逆变器数学模型和哈密顿模型，设计得到一个无源反馈控制器的控制律，并通过该无源反馈控制器实现LCL型并网逆变器的稳定运行，具体步骤如下：步骤1，建立LCL型并网逆变器数学模型，其表达式为： 式中，L1为桥臂侧电感的感值；Cdc为直流侧电容的容值；i1d，i1q为桥臂侧电感电流dq轴分量；udc为直流侧电压；r1为桥臂侧电感等效电阻的阻值；ω为电网额定角频率；md，mq为开关函数dq轴分量；ud，uq为逆变器输出电压dq轴分量；ugd，ugq为网侧电压dq轴分量；idc为直流侧电流；步骤2，基于耗散无源性理论，建立以LCL型并网逆变器为控制对象的哈密顿模型，其表达式为： 式中，x为上述哈密顿模型的状态变量，记为状态变量x，x＝[i1di1qudc]T，为状态变量x的导数；Hx是初始哈密顿能量存储函数；u是无源反馈控制器，u＝[u1u2]T，u1为第一无源反馈控制律，u2为第二无源反馈控制律；G是初始输入矩阵，ξ是干扰项矩阵，J是初始互联结构矩阵，R是初始耗散矩阵；步骤3，基于步骤2建立的哈密顿模型，选取初始哈密顿能量存储函数Hx，其表达式为： 其中，Q为对角结构矩阵，Q＝diag{L1L1Cdc}；令状态变量x的期望平衡点为x*，其中，为桥臂侧电感电流dq轴分量i1d，i1q的期望值，为直流侧电压udc的期望值；记总闭环哈密顿能量存储函数为Hdx，为保证LCL型并网逆变器的能量快速收敛到状态变量x的期望平衡点x*，引入总的互联结构矩阵Jd和总的耗散矩阵Rd，其中，r为注入阻尼增益；步骤4，基于步骤1建立的LCL型并网逆变器数学模型，引入非线性控制延迟Gds、开环传递函数Gols和闭环传递函数Gcls，基于D分割法通过闭环传递函数Gcls得到注入阻尼增益r的稳定域，在该稳定域内随机选取的注入阻尼增益r的值均能保证系统稳定运行；将稳定域内的任意一个注入阻尼增益r的值记为稳定注入阻尼增益值步骤5，根据实际需要，在步骤4得到的稳定域内选取注入阻尼增益值利用下式计算得到第一无源反馈控制律u1和第二无源反馈控制律u2： 其中，t为时间变量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 合肥工业大学 基于无源性的LCL型并网逆变器鲁棒控制方法

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