一种抑制三电平并网逆变器中点电位波动的控制方法

摘要

本发明公开了一种抑制三电平并网逆变器中点电位波动的控制方法。先从直流母线电容两端提取直流母线电压的信号，确定直流母线电容中点电位波动的估计值，直流母线电压的信号包括直流母线电压的跟踪值以及一阶和二阶的微分信号；利用非线性PI控制器，控制直流母线电压的参考值和实际值之差；由直流母线电容中点电位波动的估计值补偿逆变器直流母线电容中点电位的波动，得到逆变器的实际控制量。本发明降低三电平并网逆变器直流母线电容中点电位的不平衡程度，减小逆变器输出电流的谐波畸变，提高逆变器输出电能质量；减小逆变器开关器件所承受的电压，提高逆变器开关器件和分压电容的使用寿命；提高系统鲁棒性，抵抗不可测扰动对系统的不利影响。

主权项

一种抑制三电平并网逆变器中点电位波动的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)对逆变器进行控制，首先从逆变器的直流母线电容两端提取直流母线电压的信号，确定逆变器直流母线电容中点电位波动的估计值，直流母线电压的信号包括直流母线电压的跟踪值以及一阶和二阶的微分信号；2)然后利用非线性PI控制器，控制逆变器直流母线电压的参考值和实际值之差；3)由步骤1)得到的直流母线电容中点电位波动的估计值补偿逆变器直流母线电容中点电位的波动，得到逆变器的实际控制量；所述的步骤1)中的直流母线电压的信号通过三阶扩张状态观测器采用以下公式(1)进行提取并估计逆变器直流母线电容中点电位的波动，$\left\{\begin{array}{c}ϵ=z_1-u_{dc}\\ {\mathrm{fe}}_1=fal(ϵ,0.25,\delta ),{\mathrm{fe}}_2=fal(ϵ,0.125,\delta )\\ z_1(k+1)=z_1\left(k\right)+h\left(z_2\right(k)-{\beta }_{01}ϵ+bu)\\ z_2(k+1)=z_2\left(k\right)+h(-{\beta }_{02}{\mathrm{fe}}_1)\\ z_3(k+1)=z_3\left(k\right)+h(-{\beta }_{03}{\mathrm{fe}}_2)\end{array}\right.---\left(1\right)$其中，u_dc为逆变器直流母线电压实际值，z₁为u_dc的跟踪值，z₂为中点电位波动的估计值，z₃为除了中点电位波动以外其他扰动的估计值，ε为z₁与u_dc之差，β₀₁、β₀₂、β₀₃分别为第一、第二、第三三阶扩张状态观测器待调参数，u为逆变器的实际控制量，b为控制量u的增益；δ为ε的阀值，k表示z₁、z₂、z₃变量的第k步运算，h为采样步长；函数fal的表达式如下：$fal(ϵ,\alpha ,\delta )=\left\{\begin{array}{c}|ϵ{|}^{\alpha }·sign\left(ϵ\right),|ϵ|\ge \delta \\ ϵ/{\delta }^{1-\alpha },\left|ϵ\right|<\delta \end{array}\right..$