本發(fā)明涉及光儲一體化變流器控制，具體為一種光儲一體化變流器抗干擾控制方法。

背景技術(shù)：

1、光儲一體化變流器是現(xiàn)代新能源系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電、儲能和電網(wǎng)間的無縫切換與集成管理，具有高效、智能的能源轉(zhuǎn)換和調(diào)度功能。該系統(tǒng)通常包括boost變換器、雙向dc-dc變換器和逆變器三個核心電路模塊，分別用于提升光伏發(fā)電的電壓、在儲能設(shè)備與負載之間進行雙向能量流動的控制以及將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以供電或并網(wǎng)。

2、boost變換器的主要功能是將光伏電池輸出的低電壓升高至滿足負載或儲能系統(tǒng)需求的高電壓，boost變換器的控制必須能夠?qū)崟r調(diào)整其開關(guān)占空比，確保輸出電壓的穩(wěn)定性。同時，系統(tǒng)需要考慮電網(wǎng)波動、功率變化等各種干擾因素，以避免電壓波動對整體系統(tǒng)造成的影響。雙向dc-dc變換器用于儲能設(shè)備與直流母線之間的雙向能量流動。當光伏發(fā)電過剩時，電能通過雙向dc-dc變換器存入電池；當光伏發(fā)電不足時，電池中的電能通過該變換器釋放到負載或電網(wǎng)。為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行，雙向dc-dc變換器的控制要求具備精確的充放電管理、能量平衡控制和功率調(diào)節(jié)功能，能夠在電流和電壓轉(zhuǎn)換過程中快速響應(yīng)并維持高精度。逆變器負責將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，確保電能質(zhì)量符合并網(wǎng)或供電標準。由于逆變器的工作涉及交流電的諧波和相位控制，其穩(wěn)定性和高效性對整個系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。

3、然而，光儲一體化變流器系統(tǒng)在運行過程中會受到光伏發(fā)電波動、電池老化、負載突變等多種不確定因素的影響，可能導致功率調(diào)節(jié)不穩(wěn)定或電能質(zhì)量下降。針對這些問題，提出了一種光儲一體化變流器抗干擾控制方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種光儲一體化變流器抗干擾控制方法，用于解決上述技術(shù)問題。首先，根據(jù)光儲一體化變流器運行原理，建立光儲一體化變流器外部干擾下的數(shù)學模型，所述數(shù)學模型包括boost變換器數(shù)學模型和逆變器數(shù)學模型；接著，根據(jù)所述數(shù)學模型，建立擴張狀態(tài)觀測器，得到干擾量估計值，所述擴張狀態(tài)觀測器包括boost變換器擴張狀態(tài)觀測器和逆變器擴張狀態(tài)觀測器，所述干擾量估計值包括boost變換器干擾量估計值和逆變器干擾量估計值；接著，根據(jù)所述數(shù)學模型，建立誤差函數(shù)，所述誤差函數(shù)包括boost變換器誤差函數(shù)和逆變器誤差函數(shù)；最后，根據(jù)所述誤差函數(shù)和所述干擾量估計值，建立boost變換器控制器和逆變器控制器。

2、一種光儲一體化變流器抗干擾控制方法，包含以下步驟：

3、s1、根據(jù)光儲一體化變流器運行原理，建立所述光儲一體化變流器外部干擾下的數(shù)學模型，所述數(shù)學模型包括boost變換器數(shù)學模型和逆變器數(shù)學模型；

4、s2、根據(jù)所述數(shù)學模型，建立擴張狀態(tài)觀測器得到干擾量估計值，所述擴張狀態(tài)觀測器包括boost變換器擴張狀態(tài)觀測器和逆變器擴張狀態(tài)觀測器，所述干擾量估計值包括boost變換器干擾量估計值和逆變器干擾量估計值；

5、s3、根據(jù)所述數(shù)學模型，建立誤差函數(shù)，所述誤差函數(shù)包括boost變換器誤差函數(shù)和逆變器誤差函數(shù)；

6、s4、根據(jù)所述誤差函數(shù)和所述干擾量估計值，建立boost變換器控制器和逆變器控制器。

7、進一步地，所述光儲一體化變流器包括boost變換器、雙向dc-dc變換器和逆變器，其中雙向dc-dc變換器由pi控制器進行控制。

8、進一步地，建立所述光儲一體化變流器的數(shù)學模型，所述數(shù)學模型包括boost變換器數(shù)學模型和逆變器數(shù)學模型；所述boost變換器數(shù)學模型為：

9、

10、其中，il為電感電流，upv為光伏電池輸出電壓，lpv為boost變換器電感值，cin為boost變換器電容值，rpv為光伏列陣的動態(tài)電阻，udc為直流母線電壓，d1為占空比，d1和d2為boost變換器干擾量；

11、所述逆變器數(shù)學模型為：

12、

13、其中，l為交流側(cè)濾波電感，r2為交流側(cè)等效電阻，ω為電網(wǎng)電壓的角頻率，id和kd分別為變流器交流側(cè)在d軸上電流和開關(guān)函數(shù)；iq和kq分別為變流器交流側(cè)在q軸上電流和開關(guān)函數(shù)；ud和uq分別為電網(wǎng)電壓在d軸和q軸上的分量，d3和d4為逆變器干擾量。

14、進一步地，根據(jù)所述數(shù)學模型，建立擴張狀態(tài)觀測器得到干擾量估計值，所述擴張狀態(tài)觀測器包括boost變換器擴張狀態(tài)觀測器和逆變器擴張狀態(tài)觀測器，所述干擾量估計值包括boost變換器干擾量估計值和逆變器干擾量估計值；所述boost變換器擴張狀態(tài)觀測器為：

15、

16、其中，z11、z12、z13和z14為所述boost變換器擴張狀態(tài)觀測器的狀態(tài)變量，且z12和z14為所述boost變換器干擾量估計值，分別為z11、z12、z13、z14的一階導數(shù)，k11、k12、k13和k14為所述boost變換器擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)；

17、所述逆變器擴張狀態(tài)觀測器為：

18、

19、其中，z21、z22、z23和z24為所述逆變器擴張狀態(tài)觀測器的狀態(tài)變量，且z22和z24為所述逆變器干擾量估計值，分別為z21、z22、z23、z24的一階導數(shù)，k21、k22、k23和k24為所述逆變器擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)。

20、進一步地，根據(jù)所述數(shù)學模型建立誤差函數(shù)，所述誤差函數(shù)包括boost變換器誤差函數(shù)和逆變器誤差函數(shù)；所述boost變換器誤差函數(shù)為：

21、

22、其中，e11和e12為所述boost變換器誤差函數(shù)，為期望光伏電池輸出電壓，為期望電感電流；

23、所述逆變器誤差函數(shù)為：

24、

25、其中，e31和e41為所述逆變器誤差函數(shù)，為變流器交流側(cè)在d軸上的期望電流，為變流器交流側(cè)在q軸上的期望電流，具體公式為：

26、

27、其中，pref為期望的逆變器有功功率，qref為期望的逆變器無功功率。

28、進一步地，根據(jù)所述boost變換器誤差函數(shù)和所述boost變換器干擾量估計值，依據(jù)超螺旋滑?？刂圃斫oost變換器控制器為：

29、

30、其中，λ1、λ2、λ3和λ4為boost變換器控制器參數(shù)，為的一階導數(shù)，為的一階導數(shù)。

31、進一步地，其特征在于，根據(jù)所述逆變器誤差函數(shù)和所述逆變器干擾量估計值，依據(jù)超螺旋滑模控制原理建立逆變器控制器為：

32、

33、其中，λ5、λ6、λ7和λ8為逆變器控制器參數(shù)，分別為的一階導數(shù)。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

35、1、通過針對boost變換器和逆變器分別建立擴張狀態(tài)觀測器，對各部分的外部擾動進行實時監(jiān)測和補償。本發(fā)明所提供的方法能夠?qū)崟r獲取和補償系統(tǒng)的外部干擾，顯著增強了光儲一體化變流器的抗干擾性能，確保系統(tǒng)在復雜環(huán)境中保持高穩(wěn)定性和魯棒性。

36、2、結(jié)合各子系統(tǒng)的誤差函數(shù)和干擾估計值，分別為boost變換器和逆變器建立相應(yīng)的控制器，確保了系統(tǒng)在多變量條件下的精確誤差跟蹤效果，進一步實現(xiàn)對電壓、電流等重要輸出量的高精度控制，使得各模塊間的協(xié)同控制更為精確。

37、3、針對系統(tǒng)的非線性和不確定性問題，采用超螺旋滑模控制方法，通過構(gòu)建非奇異的連續(xù)滑模面，減少了傳統(tǒng)滑?？刂频亩墩瘳F(xiàn)象，并進一步提高了光儲一體化變流器的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度，增強了系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性。