[发明专利]基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法，涉及新能源发电控制技术领域。考虑到高渗透光伏电站并网时，内部参数摄动和非线性负载扰动的影响，在三相电压型逆变器模型的基础上，提出了一种改进自适应滑模控制策略。包括设计高渗透率光伏电站并网逆变器侧电流控制状态方程、建立新型滑模控制的模型，并针对其中存在的问题，进一步提出模型参考自适应控制和局部滑动模态滑模控制相结合，并将其融入迭代学习控制的思想；该方法能够高精度跟踪和感知系统特性变化，并及时修正控制器参数，以便使控制效果保持较好的水平，本发明对系统内部参数摄动，外部诸多干扰都不敏感，且无需知道不确定项的界，提高了控制的精度和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及新能源发电控制技术领域，具体为一种基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法。

背景技术

随着光伏电源大量的接入中低压配电网以及光伏渗透率的大幅提高，各种随机扰动也被引入，严重损害了系统的电能质量，产生了供电电压不稳、谐波污染、三相电压与无功功率不平衡等严重问题。现有光伏电站并网控制系统中，由于被控对象的结构复杂，存在大量的非线性且不确定性，这些都使得应用传统控制方法应对高渗透光伏电站并网控制难以达到令人满意的效果。为了使控制系统具有较强的鲁棒性，采用滑模控制，在系统的动态变化过程中，滑模控制可以不断地改变自己的结构，以适应当前的状态，因此，滑模控制对系统内部参数变化以及外部扰动不敏感，具有良好的动态响应特性，无需进行系统辨识，实现简单等优点；但是，它在控制过程中不可避免的带来抖振、切换增益过大、依赖数学模型、需要明确不确定项的界等问题。为了使现有光伏电站控制中，达到更高的精度、拥有高鲁棒性，同时还能应对众多不确定性的影响，因此研究智能结合算法是十分有必要的。

发明内容

本发明为了解决现有的光伏电站控制中所存在多种缺陷的问题，提供了一种基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法。

本发明所提供的方法，是将自适应滑模控制与迭代学习控制结合来输入至调节机构，以达到控制的目的。自适应控制能较好的感知系统特性的变化，并随时修正控制器参数，以使控制效果保持较好的水平，滑模控制可以不断地改变自己的结构，以适应当前的状态，具有良好的动态响应特性，迭代学习控制能够提高控制精度。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于自适应滑模控制策略的高渗透光伏电站并网特性研究方法，包括如下步骤：

(1)设计高渗透率光伏电站并网逆变器侧电流控制状态方程：

①建立系统的功率回路方程以及逆变器侧电流控制的传递函数，过程如下：

带LCL滤波器的并网逆变器的功率回路方程如下：

其中，u_g是电网电压；u_i是逆变器侧输出电压；u_c是滤波器中电容电压；i₁是流经逆变器侧电感L₁的电流；i₂是流经网侧电感L₂的电流；

采用逆变器侧电流i₁间接控制并网电流X₃＝u_c的方法，则得到逆变器侧电流i₁与逆变器输出电压u_i的传递函数关系如下：

此时，为一个L型滤波器对并网电流i₂，控制对象为i₁，控制系统的相位和幅值裕度都比较充裕，保留了LCL滤波器对并网电流i₂高频信号衰减的良好特性；

②去掉滤波器中的电容电感的寄生电阻(寄生电阻可忽略)，并网逆变器的各变量关系如下：