[发明专利]一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种光伏发电系统的并网控制方法，主要是一种基于自抗扰控制技术的并网控制方法。其属于新能源发电与控制系统及电力电子的交叉技术领域。

【背景技术】

随着世界能源枯竭问题日趋严重，太阳能凭其可再生性和无污染性成为人类开发利用绿色可再生能源的焦点，正由补充型能源走向替代型能源，故光伏并网发电系统是太阳能利用的必然发展趋势。在并网光伏发电系统中，对电网的跟踪控制直接关系到输出电能的质量和系统的运行效率，是系统的核心和技术关键，控制系统的性能在很大程度上决定着并网的成败，一种合理的控制策略就显得十分必要。现在并网的技术多种多样，由于光伏发电受环境变化、电网波动、负荷突变以及模型参数不确定性等问题的影响，采用常规的控制方法很难取得满意的效果，加之每种方法都有其使用特点和适用场合，只是针对某些特定负载或某一小领域，普适性较差，带来的问题各式各样，至今没有形成一种普遍认可的方案。

自抗扰控制技术是对一类不确定性系统的控制有较好的适应性和鲁棒性的先进控制理论。它对内外扰有较强的抗扰能力，因其可操作性强且性能优良，已成为控制领域中活跃的研究方向。自抗扰控制技术可以对系统模型中不确定因素和外部干扰进行动态观测，使系统对扰动有很好的适应性。光伏发电系统中，由于外界环境变化容易导致太阳能电池输出电压不稳定，可以将它们作为系统的未知干扰，利用扩张状态观测器(ESO，即Extended State Observer)进行补偿，从而达到输出稳定电压的目的。自抗扰控制技术已应用于阻性光伏逆变器中，具有超调小、过渡过程可调的特点，在很大范围内可以适应对象模型和周围环境的变化，且不影响控制器的控制品质，体现了很好的鲁棒性。

【发明内容】

本发明目的是为了克服现有并网控制方法中存在的上述不足，提供一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法。该方法既能对系统模型中的不确定因素和外部干扰进行动态观测，又不影响控制器的控制品质，具有良好的鲁棒性和适应能力。

本设计的技术方案：

一种基于自抗扰控制技术的光伏发电系统的并网控制方法，该方法包括：

第1、将光伏发电系统作为被控对象进行分析，确定被控对象的输入输出量及控制量；

第2、通过自抗扰控制技术中的跟踪微分器(TD)对被控对象的参考输入安排过渡过程并提取它的微分信号；

第3、通过自抗扰控制技术中的扩张状态观测器(ESO)对光伏发电系统模型中的不确定因素和外部干扰进行动态观测与估计；

第4、通过自抗扰控制技术中的非线性状态误差反馈律(NLSEF)来构成系统的控制量i_d；

第5、在控制过程中对各部分的参数进行调整，最终实现光伏发电系统的并网控制。

由上述分析，第1步所述的根据光伏并网发电系统这个控制对象，确定被控对象的输入输出量及控制量。即：

ducdt=-1RLcuc+ieC-idC]]>

其中，u_c为系统的输出；i_d为系统的控制量；i_e为光伏阵列输出电流，在这里为对象的一个扰动量。

第2步所述跟踪微分器的控制算法为：