[发明专利]一种基于线性自抗扰控制的并网逆变器电流环控制装置

说明书

本发明公开了一种基于线性自抗扰控制的并网逆变器电流环控制装置，包括逆变模块、信号检测调节模块、线性自抗扰控制器模块及PWM信号输出模块；所述逆变模块的输入端与直流负载连接，其输出端与交流电网连接；所述信号检测调节模块对交流电网的电压及电流进行采样，输出d轴电流和q轴电流；所述线性自抗扰控制器模块的输入端接收d轴电流和q轴电流及对应设定值，其输出端与PWM信号输出模块的输入端连接，所述PWM信号输出模块的输出端与逆变模块中的三相全桥逆变器连接。本发明采用线性自抗扰控制替代非线性自抗扰控制，能够大大简化控制器设计和分析难度。

技术领域

本发明涉及并网逆变器控制技术领域，具体涉及一种基于线性自抗扰控制的并网逆变器电流环控制装置。

背景技术

随着石油、煤炭以及天然气等化石能源的不断开采，不可再生能源正在日益枯竭，同时也带来了不可忽视的环境污染问题。以太阳能、风能为主的可再生能源发电技术的不断成熟，为解决能源和环境问题提供了一个新的路径。因此，越来越多的国家和地区将目光投向了以可再生能源为发电来源的分布式发电技术，而作为分布式发电装置与公共电网间的接口，并网逆变器正受到越来越多的关注。

为了减少开关纹波并提高电网电流质量，通常采用LCL滤波器作为逆变器与电网之间的接口。与传统的L型滤波器相比，LCL滤波器不仅能在具有相同滤波效果下具有更小的电感量，而且可以提供更好的高次谐波衰减，更低的电感压降和更小的物理尺寸。然而，由于LCL型滤波器增加了两个储能元件，会带来谐振问题，同时增加了模型的复杂度，尤其在dq坐标系下的会产生更严重的耦合问题。针对上述的谐振和耦合问题，需要对传统的电流环PI控制器进行改进。其中，最为常用的方法有虚拟电阻法、陷波器法、加权电流平均法、αβ系下直接电流控制法等。然而，上述控制方法中存在需要更多电流传感器、高度依赖于系统模型精度、无法对有功分量和无功分量进行独立控制等缺陷。通常情况下，工业应用对体积和成本比较敏感，而且控制对象实际模型会随着环境的变化而发生变化，难以获取精确的模型。因此，最优的控制参数很难整定。

因此，需要提供一种对控制对象模型依赖度不高，具有强鲁棒性，可以解耦控制，并且不需要增加额外传感器的控制方式。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于线性自抗扰控制的并网逆变器电流环控制装置。

本发明采用如下技术方案：

一种基于线性自抗扰控制的并网逆变器电流环控制装置，包括逆变模块、信号检测调节模块、线性自抗扰控制器模块及PWM信号输出模块；

所述逆变模块的输入端与直流负载连接，其输出端与交流电网连接；

所述信号检测调节模块对交流电网的电压及电流进行采样，输出d轴电流i_gd和q轴电流i_gq；

所述线性自抗扰控制器模块的输入端接收d轴电流i_gd和q轴电流i_gq及对应设定值i_gd^*、i_gq^*，其输出端与PWM信号输出模块的输入端连接，所述PWM信号输出模块的输出端与逆变模块连接。

所述逆变模块包括依次连接的LCL滤波器及三相全桥逆变器。

所述信号检测调节模块包括依次连接的电网电压电流采样保持单元、锁相环及坐标变换单元。

所述PWM信号输出模块由依次连接的坐标反变换单元及SVPWM发生器构成。

所述线性自抗扰控制器模块包括线性扩张状态观测器、第一加减器、第一比例系数模块、第二加减器、第二比例系数模块、第三加减器、第三比例系数模块、第四加减器、第五加减器、第一补偿因子、第二补偿因子、第一低通滤波单元、第二低通滤波单元及前馈解耦项；