具有参数自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法

摘要

一种具有参数自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构建正交滤波器，然后使用该正交滤波器并引入参数自适应控制策略，构建具有参数自适应特性的三相并网逆变器的电压观测器，在两相静止坐标系下，以测量得到的电网侧电流信号与逆变器控制器输出桥端电压参考信号作为电压观测器的输入，观测电网电压；并结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制，实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该方法能够在保持逆变器控制稳定性的情况下，避免常规无交流电压传感器控制中可能出现的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题，并且在逆变器并网阻抗参数变化时具有良好的适应性。

主权项

一种具有参数自适应特性的逆变器无交流电压传感器控制方法，其特征在于，所述控制方法首先基于二阶广义积分器(SOGI)构建正交滤波器，然后基于该正交滤波器并引入参数自适应控制策略构建具有参数自适应特性的电网电压观测器，将所述的电压观测器应用于三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制器中，实现逆变器的无交流电压传感器控制；所述的正交滤波器包括输入输出信号、滤波器增益系数k、二阶广义积分器和输出反馈；交流输入信号v进入所述的正交滤波器后，与反馈的输出信号的偏差，经过滤波器增益系数k，然后进入二阶广义积分器，二阶广义积分器输出和所述的具有参数自适应特性的电压观测器的输入为i_αβ和v_αβ，其中i_αβ为测量得到的逆变器交流侧电流在两相静止坐标系的分量，v_αβ为逆变器控制器输出的桥端控制电压在两相静止坐标系的分量；为电压观测器输出的电网电压在两相静止坐标系的分量；将测量得到的逆变器交流侧电流在两相静止坐标系的分量i_αβ和逆变器控制器输出的桥端控制电压在两相静止坐标系的分量v_αβ分别通过所述的正交滤波器，得到输出的和和然后基于下述三相并网逆变器的数学模型：$\left[\begin{array}{c}{u}_{\alpha }\\ u_{\beta }\end{array}\right]=L\frac{d}{dt}\left[\begin{array}{c}{i}_{\alpha }\\ i_{\beta }\end{array}\right]+R\left[\begin{array}{c}{i}_{\alpha }\\ i_{\beta }\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{v}_{\alpha }\\ v_{\beta }\end{array}\right]$推导得到电网电压在两相静止坐标系的分量上式中，u_α和u_β为电网电压在两相静止坐标系的分量，i_α和i_β为逆变器交流侧电流在两相静止坐标系的分量，v_α和v_β为逆变器桥臂输出电压在两相静止坐标系的分量，L和R分别为逆变器输出侧等效电感和电阻；所述的参数自适应控制策略，是在直流负载恒定时，令逆变器单位功率因数运行，以小步长改变电压观测器中的电感参数，当逆变器交流侧电流幅值最小时，认为电感参数与实际值相吻合；根据该策略设计出参数搜索程序，使得电压观测器对于并网阻抗的变化具有参数自适应特性。