一种实时的电压稳态误差恢复控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种实时的电压稳态误差恢复控制方法及系统，以微电网中的三相三桥臂电压源型逆变器为控制对象，包括：建立具有稳态误差恢复功能的载波幅值闭环调节器，所述载波幅值闭环调节器被配置为：以输出电压的幅值误差作为输入量，通过PI闭环对三角载波的幅值进行调节，通过输出电压幅值存在的稳态误差和比例、积分器对载波幅值进行调节，从而改变载波与调制波的交点，改变各开关管的占空比，减小输出电压的稳态误差。输出电压的稳态误差。输出电压的稳态误差。

【技术实现步骤摘要】
一种实时的电压稳态误差恢复控制方法及系统


[0001]本专利技术属于微电网电压控制
，尤其涉及一种实时的电压稳态误差恢复控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]在实际生活与生产活动中电力负荷不是恒定不变的，有大功率负荷接入或切除时就会对交流母线造成一定的瞬间冲击，使交流母线电压产生暂时的波动。所以如何快速且无偏差的实现交流母线电压的恢复是微电网控制中值得讨论的问题。
[0004]目前，有许多抗扰控制方法将负载变化引起的电压波动视为扰动进行快速补偿，其中基于干扰观测器(DOB)的控制方法作为典型具有很好的暂态控制效果，但不难发现这种控制方法对期望状态量的误差缺少积分调节器，在理论上此方法的输出量会存在一定的稳态误差。因此这种方法在保证系统暂态的快速性的同时难以保证其稳态的性能。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，在系统暂态特性已经得到保证的基础上，实时实现电压稳态误差恢复。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0007]第一方面，公开了一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，以微电网中的三相三桥臂电压源型逆变器为控制对象，包括：
[0008]建立具有稳态误差恢复功能的载波幅值闭环调节器，所述载波幅值闭环调节器被配置为：
[0009]以输出电压的幅值误差作为输入量，通过PI闭环对三角载波的幅值进行调节，通过输出电压幅值存在的稳态误差和比例、积分器对载波幅值进行调节，从而改变载波与调制波的交点，改变各开关管的占空比，减小输出电压的稳态误差。
[0010]本专利技术在系统稳态时采用载波幅值闭环调节器，对电压误差进行反馈，来调节载波的幅值，从而改变占空比，以恢复稳态误差，做到精细化调节。
[0011]进一步的技术方案，所述载波幅值闭环调节器包括：
[0012]暂态稳态判断步骤：对逆变器进行暂、稳态判断，使其输出的“0”“1”信号作为载波幅值闭环调节器的动作指令；
[0013]动作指令保持步骤：，在对逆变器的稳态时刻做出初步判断后，为避免该判断是由输出电压暂态波动穿越目标值时产生的误判，需要经过一定的死区时间t
delay
之后输出指令K1＝1，否则输出指令K1＝0；
[0014]PI调节步骤：在频率和相位无偏差时，输出电压的d轴分量表征输出电压的幅值，取误差，通过比例微分环节给等腰三角载波一定的调节量，从而根据电压幅值误差的大小
动态地改变载波的幅值，改变开关管的动作时刻。
[0015]进一步的技术方案，建立具有稳态误差恢复功能的载波幅值闭环调节器之前，还包括：
[0016]对三相三桥臂电压源型逆变器建模；
[0017]基于所建模型建立齐次压制DOB控制器；
[0018]载波幅值闭环调节器在调节电压时基于所建控制器进行。
[0019]进一步的技术方案，对三相三桥臂电压源型逆变器建模时，包括：
[0020]基尔霍夫电压、电流定律可得到静止坐标系下的逆变器模型；
[0021]所述静止坐标系下的逆变器模型经PARK变换后可得dq坐标系下电压环KVL方程以及电流环KCL方程；
[0022]所述电压环KVL方程以及电流环KCL方程构成dq旋转坐标系下的LC型三相三桥臂逆变器模型。
[0023]进一步的技术方案，基于所建模型建立齐次压制DOB控制器，具体为：
[0024]基于干扰观测器原理，采用齐次压制技术，通过递归设计获得第一控制器；
[0025]基于该控制器输出三相电压的期望值的d轴、q轴分量；
[0026]重写三相三桥臂逆变器模型；
[0027]基于重写模型设计电压外环干扰观测器及电压环虚拟控制律；
[0028]所述电压外环干扰观测器及电压环虚拟控制律构成齐次压制DOB控制器。
[0029]第二方面，公开了一种实时的电压稳态误差恢复控制系统，以微电网中的三相三桥臂电压源型逆变器为控制对象，包括：
[0030]载波幅值闭环调节器，所述载波幅值闭环调节器被配置为：
[0031]以输出电压的幅值误差作为输入量，通过PI闭环对三角载波的幅值进行调节，通过输出电压幅值存在的稳态误差和比例、积分器对载波幅值进行调节，从而改变载波与调制波的交点，改变各开关管的占空比，减小输出电压的稳态误差。
[0032]进一步的技术方案，所述载波幅值闭环调节器包括暂态稳态判断模块、动作指令保持模块以及PI调节模块；
[0033]暂态稳态判断模块，用于对逆变器进行暂、稳态判断，使其输出的“0”“1”信号作为载波幅值闭环调节器的动作指令；
[0034]动作指令保持模块，用于在对逆变器的稳态时刻做出初步判断后，为避免该判断是由输出电压暂态波动穿越目标值时产生的误判，需要经过一定的死区时间t
delay
之后输出指令K1＝1，否则输出指令K1＝0；
[0035]PI调节模块，用于在频率和相位无偏差时，输出电压的d轴分量表征输出电压的幅值，取误差，通过比例微分环节给等腰三角载波一定的调节量，从而根据电压幅值误差的大小动态地改变载波的幅值，改变开关管的动作时刻。
[0036]第三方面，公开了三相三桥臂电压源型逆变器，所述逆变器采用实时的电压稳态误差恢复控制方法或者系统实时进行电压的输出控制。
[0037]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0038]本专利技术在SPWM调制环节设计了具有稳态误差恢复功能的载波幅值闭环调节器，通过输出电压幅值存在的稳态误差和比例、积分器对载波(等腰三角波)幅值进行调节，从而
改变载波与调制波的交点，改变各开关管的占空比，有效地减小输出电压的稳态误差，提升电压控制精度。
[0039]本专利技术相较于传统PI控制器，本专利技术具有更短的过渡时间，更小的超调量。
[0040]本专利技术载波幅值闭环调节器中的暂态时刻判断模块与动作指令保持模块可以实现对系统暂态时段的规避，令齐次压制DOBC作为主控制器在暂态时对电压波动进行快速压制和粗调整，而载波幅值闭环调节器仅在稳态时进行微调整，减轻了控制器的压力，合理配置控制资源。
[0041]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0042]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0043]图1为本专利技术实施例子LC型三相三桥臂逆变器的结构框图；
[0044]图2为本专利技术实施例子干扰观测器的控制框图；
[0045]图3为本专利技术实施例子载波幅值闭环调节器的框图；
[0046]图4为本专利技术实施例子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，以微电网中的三相三桥臂电压源型逆变器为控制对象，其特征是，包括：建立具有稳态误差恢复功能的载波幅值闭环调节器，所述载波幅值闭环调节器被配置为：以输出电压的幅值误差作为输入量，通过PI闭环对三角载波的幅值进行调节，通过输出电压幅值存在的稳态误差和比例、积分器对载波幅值进行调节，从而改变载波与调制波的交点，改变各开关管的占空比，减小输出电压的稳态误差。2.如权利要求1所述的一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，其特征是，所述载波幅值闭环调节器包括：暂态稳态判断步骤：对逆变器进行暂、稳态判断，使其输出的“0”“1”信号作为载波幅值闭环调节器的动作指令；动作指令保持步骤：在对逆变器的稳态时刻做出初步判断后，为避免该判断是由输出电压暂态波动穿越目标值时产生的误判，需要经过一定的死区时间之后输出指令K1＝1，否则输出指令K1＝0；PI调节步骤：在频率和相位无偏差时，输出电压的d轴分量表征输出电压的幅值，取误差，通过比例微分环节给等腰三角载波一定的调节量，从而根据电压幅值误差的大小动态地改变载波的幅值，改变开关管的动作时刻。3.如权利要求1所述的一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，其特征是，建立具有稳态误差恢复功能的载波幅值闭环调节器之前，还包括：对三相三桥臂电压源型逆变器建模；基于所建模型建立齐次压制DOB控制器；载波幅值闭环调节器在调节电压时基于所建控制器进行。4.如权利要求3所述的一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，其特征是，对三相三桥臂电压源型逆变器建模时，包括：基尔霍夫电压、电流定律可得到静止坐标系下的逆变器模型；所述静止坐标系下的逆变器模型经PARK变换后可得dq坐标系下电压环KVL方程以及电流环KCL方程；所述电压环KVL方程以及电流环KCL方程构成dq旋转坐标系下的LC型三相三桥臂逆变器模型。5.如权利要求3所述的一种实时的电压稳态误差恢复控制方法，其特征是，基于所建模型建立齐次压制DOB控制器，具体为：基于干扰观测器原理，采用齐次压制技术，通过递归设计获得第一控制器；基于该控制器输出三相电压的期望值的d轴、q轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲乐，迟恩先，董宝金，鞠洪兵，王德涛，孙希斌，
申请(专利权)人：山东华天电气有限公司，
类型：发明
国别省市：