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专利号: 2021103042877
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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;

S2:定义电压跟踪误差ev及其导数 每个逆变器的电流均分误差eik|k=2,…,n,在此基础上定义积分型全域滑模面向量,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;

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。

2.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。

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:T n×1 T n×1

其中,x=[vo,iL2,···,iLn] ∈R ;u=[vcon1,vcon2,···,vconn] ∈R ;z=[z1,T n×1 n×n

0··0]∈R ; 系统模型系数矩阵Ap=diag(ap1,ap2,···,apn)∈R ,n×n

Ap的额定值为Apn=diag(apn1,apn2,···,apnn)∈R ,其中ap1=‑1/(L1C),ap2=‑1/(L2C),n×n

apn=‑1/(LnC),不确定部分为ΔAp=diag(Δap1,Δap2,···,Δapn)∈R ;系统模型系数n×n

矩阵Bp=diag(bp1,bp2,···,bpn)∈R ,其中bp1=‑KPWM1/(L1C),bp2=‑KPWM2/(L2C)及bpnn×n

=‑KPWMn/(LnC),Bp的额定值为Bpn=diag(bpn1,bpn2,···,bpnn)∈R ,不确定部分为ΔBp=n×n n×n

diag(Δbp1,Δbp2,···,Δbpn)∈R ;系统模型系数矩阵Cp=diag(cp,0)∈R ,其中cpn×n n×n

=1/C,Cp的额定值为Cpn=diag(cpn,0)∈R ,不确定部分为ΔCpn=diag(Δcpn,0)∈R ;

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。

4.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S2中积分型全域滑模面向量为:

其中, kv1,kv2及kik

n×1 (n+1)×(n+1)

为待设计的正常数;e0为e(t)的初始值;s(0)=0∈R ;J=diag(Jv,Ji)∈R ,(n‑1)×(n‑1)

及Ji=diag(ki2,…,kin)∈R ;

5.根据权利要求4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S2中设计积分型全域滑模控制的基本控制律向量ub为:

6.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S3中积分型全域滑模控制的自适应基本控制律向量uca为:n×n

其中,sgn(·)为符号函数,Ks=diag(ks1,ks2,···,ksn)∈R , 与系统不确定性有关的估计值;λ为待设计的自适应律。

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

T n×1

其中,uAITSMC=[uAITSMC1,uAITSMC2,…,uAITSMCn]∈R 。

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。