[发明专利]一种并网变流器电流比例积分重复控制改进方法

说明书

本发明公开了一种并网变流器电流比例积分重复控制改进方法，将重复控制算法部分的稳态输出，观察稳态时重复控制器的输出最大值和最小值，将输出最大值和最小值作为输入误差信号的限幅值，将限幅之后的误差信号输入进重复控制算法。由于重复控制主要针对稳态误差，动态过程的控制主要由PI来实现，采用本方法，限制了动态过程中重复控制的误差累积，使重复控制器在N拍内接受的误差突变量减小，从而不会在一个基波周期后产生干扰控制量，消除了并网变流动态过程中的畸变，且不影响动态控制特性。

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及一种并网变流器电流比例积分重复控制改进方法。

背景技术

随着新能源并网发电系统的应用越来越广泛，并网电流质量越来越受到关注。为防止污染电网，国内外众多标准都对并网电流质量提出了较高要求。在并网系统中，变流器是其核心部件，因此，针对并网变流器的电流控制技术引起了广泛关注。

目前已有的且具备一定工程应用基础的并网变流器电流控制技术有如下几种：

1)比例积分(PI)控制；

2)比例谐振(PR)控制；

3)无差拍(DB)控制；

4)滑膜(SM)控制；

5)重复(RC)控制等。

传统PI或PR等控制难以满足应用需求，且无差拍或滑模控制实用性不强，而重复控制能够对周期性谐波信号起到良好的控制作用，在并网变流器中得到了广泛应用。

重复控制基于内模原理，主要针对周期性及其整数倍信号进行控制，具体实现方法是将当前输入信号延迟一个周期，将其输出信号正反馈叠加至输入端，因此可以重构输入信号，使得控制器中包含输入信号的内模，实现对输入信号的无稳态误差跟踪。但是因为需要一个周期的延时，其缺点也非常明显，系统的动态响应速度非常慢。目前主要通过与其他控制器相结合，重复控制器负责改善稳态控制精度，叠加的控制器负责提高动态响应速度，可取得了较好的动态和稳态性能。目前较为成熟的方法是与比例积分控制器结合，即采用比例积分+重复控制：比例积分控制器在重复控制尚未起作用的第一个周期中，负责提高系统的动态响应速度；第二个周期之后，通过重复控制器进行稳态控制精度的矫正。

并网变流器电流比例积分+重复控制将误差信号同时送给比例积分控制器和重复控制器，两个控制器的输出叠加后作为控制指令输出，如图1所示。

从重复控制器的结构可以看出，重复控制器实际上每隔N拍(N个采样周期，一个基波周期)对误差进行一次累积。而比例积分控制器则是每个1拍(1个采样周期)对误差进行一次累积，两个控制器的动态响应速度存在差异。当指令突变或者由于干扰引起的反馈突变导致误差e(z)突变时，比例积分控制器能够快速响应，很快进入稳态，但重复控制器在N拍内接受了误差突变量，在一个基波周期后产生干扰控制量，继而使控制量发生突变，并网电流发生畸变。如此循环往复后，由于系统的阻尼作用，并网电流瞬态突变的幅值会随着动态过程而衰减，最终进入稳态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种并网变流器电流比例积分重复控制改进方法，对重复控制部分做改进，以避免两种控制算法响应速度不同导致的并网电流在动态过程中的畸变问题。

本发明采用以下技术方案：

一种并网变流器电流比例积分重复控制改进方法，将重复控制算法部分的稳态输出，观察稳态时重复控制器的输出最大值和最小值，将输出最大值和最小值作为输入误差信号的限幅值，将限幅之后的误差信号输入进重复控制算法。

优选的，包括以下步骤：

S1、分别对初始化误差信号e(z)的限幅值e_max、e_min进行标幺；