[发明专利]三相逆变器电能质量优化容错控制方法、装置及终端

权利要求书

1.一种三相逆变器电能质量优化容错控制方法，其特征在于，包括：

建立三相逆变器的拓扑结构图，基于所述拓扑结构图建立控制对象的状态空间数学模型；所述控制对象包括所述三相逆变器中的LC滤波器；

基于所述状态空间数学模型建立扰动残差生成器模型，基于所述扰动残差生成器模型对所述三相逆变器进行动态补偿；

基于容错控制策略构建所述三相逆变器动态补偿后的逆变器控制模型；

基于梯度下降优化算法和所述逆变器控制模型，对电能质量进行优化控制。

2.如权利要求1所述的三相逆变器电能质量优化容错控制方法，其特征在于，所述基于所述拓扑结构图建立控制对象的状态空间数学模型包括：

基于所述拓扑结构图建立所述三相逆变器的微分方程；

基于所述微分方程，将电容电压和电感电流作为状态变量，三相逆变器的输出电压作为输入变量，负载电流作为扰动输入变量，建立所述控制对象的状态空间数学模型；

所述控制对象的状态空间数学模型包括：

其中，x为状态变量，u为输入变量，d为扰动输入量，y为输出变量，A、B、E、C、D、F为系数矩阵。

3.如权利要求1所述的三相逆变器电能质量优化容错控制方法，其特征在于，所述基于所述状态空间数学模型对所述三相逆变器进行动态补偿，包括：

基于所述状态空间数学模型获取所述三相逆变器的估计输出值，基于所述估计输出值建立龙伯格观测器模型；

基于所述状态空间数学模型和所述龙伯格观测器模型，建立扰动残差生成器模型；

基于所述扰动残差生成器模型，建立第一传递函数、第二传递函数和第三传递函数；所述第一传递函数为所述控制对象的传递函数，所述第二传递函数为所述控制对象在受到扰动时的传递函数，所述第三传递函数为所述扰动残差生成器模型的传递函数；

基于所述第一传递函数、所述第二传递函数以及所述第三传递函数，对所述三相逆变器进行动态补偿。

4.如权利要求3所述的三相逆变器电能质量优化容错控制方法，其特征在于，所述基于容错控制策略构建所述三相逆变器动态补偿后的逆变器控制模型，包括：

基于所述三相逆变器的电压电流双闭环控制结构，建立双闭环控制模型；

基于所述双闭环控制模型，建立所述三相逆变器的电压电流双闭环控制状态空间方程；

将所述电压电流双闭环控制状态方程进行离散化，得到第一离散表达式；

将所述扰动残差生成器模型进行离散化，得到第二离散表达式；

基于所述第一离散表达式和所述第二离散表达式，建立所述三相逆变器动态补偿后的逆变器控制模型；所述逆变器控制模型的输入包括参考信号和残差信号，所述逆变器控制模型的输出包括误差跟踪信号和控制信号。

5.如权利要求1所述的三相逆变器电能质量优化容错控制方法，其特征在于，所述基于梯度下降优化算法和所述逆变器控制模型，对电能质量进行优化控制，包括：

建立优化控制目标函数，所述优化控制目标函数的参数包括误差跟踪信号、控制信号和优化参数；

基于梯度下降算法对所述优化参数进行寻优，计算参数矩阵；

基于所述参数矩阵对所述三相逆变器的电能质量进行优化控制；

所述优化控制目标函数包括：

其中，J为优化控制目标，N为优化过程的时间窗口，k₀为优化起始点的时间窗口，e_k为误差跟踪信号，W_e,k为误差跟踪信号的权重系数，u_k为控制信号，W_u,k为控制信号的权重系数。