[发明专利]基于改进型自抗扰控制器的飞轮储能并网系统控制方法

说明书

本发明提供了基于改进型自抗扰控制器的飞轮储能并网系统控制方法，分别获取机侧转矩误差、机侧交流电压误差、直流支撑电容电压误差、网侧电流误差、网侧与机侧功率误差，并基于所构建的改进型自抗扰控制器算法计算获得机侧调制波q轴分量、机侧调制波d轴分量、网侧调制波d轴分量与网侧调制波q轴分量；将机侧调制波q轴分量、机侧调制波d轴分量、网侧调制波d轴分量与网侧调制波q轴分量形成机侧变换器、网侧变换器的控制信号，以实现飞轮储能并网系统的快速动态响应控制。本发明能够及时、迅速地响应电网需求与储能装置的需求，并且所述方法的实现原理简单易行，具有实际的工程应用意义。

技术领域

本发明涉及飞轮储能并网技术领域，基于改进型自抗扰控制器的飞轮储能并网系统控制方法。

背景技术

近年来，飞轮储能系统已被逐步应用于针对电网的独立调频与多能源联合调频的领域。飞轮储能系统具有能量密度高、能量效率高、充放电可循环次数多等优点。因此，飞轮储能系统已在中国、美国、加拿大的可再生能源系统获得初步应用且具有进一步大规模应用的潜力。飞轮储能系统有多种已应用的拓扑结构，其中T型三电平背靠背型换流器是应用最广泛的拓扑结构。在实际工程应用中，功率指令的变化与充电、放电模式的切换会经常发生，但无论是参考指令的变化或充电、放电工况的切换都属于系统扰动。现有的PI控制器作为一种线性控制器，无法使系统具有更高的动态响应能力，而传统自抗扰控制器对高频测量噪声较为敏感，动态响应能力依然受限。因此，在动态响应方面亟需对传统控制策略与控制环路进行改进以增强系统动态响应能力，以在需要频繁充电、放电工况快速切换的飞轮储能系统中实现参考量的快速跟随，并快速响应电网的需求。

发明内容

本发明的目的是针对飞轮储能并网系统提供基于改进型自抗扰控制器的飞轮储能并网系统控制方法，能够在飞轮储能部分处于充电、放电工况频繁切换，功率指令变化的工况下能够迅速实现参考输出功率并处于稳定状态，具备优良的抗扰性和动态性能。

具体的，本发明提供基于改进型自抗扰控制器的飞轮储能并网系统控制方法，包含以下步骤：

A、构建改进型自抗扰控制器，包含改进型观测器IESO；所述改进型自抗扰控制器包含算法模型：，其中 k_Lx为所述改进型自抗扰控制器的增益， b_Lx为补偿因子， u为变量反馈，为变量指令， y为改进型自抗扰控制器算法模型的输出；为所述改进型观测器IESO的输出，且所述改进型观测器IESO包含如下关系：

其中， l₁， l₂， l₃， l₄为改进型观测器IESO的比例系数，，，，为改进型观测器IESO的增益，用于将误差，，，成比例放大；