[发明专利]一种基于残差生成器的鲁棒容错控制模块、方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于残差生成器的鲁棒容错控制模块、方法及系统。该方法包括：构建三相逆变器基于残差生成器的鲁棒容错控制架构，所述三相逆变器基于残差生成器的鲁棒容错控制架构包含补偿控制器；在所述三相逆变器基于残差生成器的鲁棒容错控制架构的基础上，构建含可再生能源分布式电源逆变器电压电流双闭环控制、LC滤波电路的数学模型以及基于观测器的残差生成器；根据所述补偿控制器和所述基于观测器的残差生成器，确定优化后的补偿控制器；根据所述优化后的补偿控制器和控制器对控制对象进行控制。本发明能够解决三相逆变器电压电能质量问题。

技术领域

本发明涉及鲁棒容错控制领域，特别是涉及一种基于残差生成器的鲁棒容错控制模块、方法及系统。

背景技术

新能源的研究得到了越来越多的学者关注，针对分布式微源的间歇性与波动性等不确定因素，微电网可以更好的分布式解决微源接入电网的问题。三相逆变器是新能源微电网系统中的关键电力电子装置，直接影响着分布式微源系统供电的稳定性、可靠性以及电能质量。因此，具有良好的鲁棒性能逆变器的鲁棒控制方法具有重要研究意义。

为了改善微电网中逆变器输出电压的电能质量问题，由于传统的通过安装电能质量治理装置对其进行被动治理的方式需要增加额外的装置，目前从主动层面研究微电网中逆变器输出电压的电能质量问题的较多。CN104319803A采用先进的鲁棒H∞混合灵敏度控制微电网频率，达到了优化微电网频率的控制目标，但是并没有提及电压的问题。CN105406749A采用μ综合方法对鲁棒控制器进行设计，可以提升逆变器并网系统的稳定性和性能。CN103825279A通过多层级的协调控制，采用求解混合灵敏度问题的方法设计了微电网电压稳定鲁棒控制器，以实现微电网电压稳定性的提高，该控制器结构简单，能够较好的抑制参数漂移和噪声干扰，但是并没有提及电能质量问题。CN104104251B提出了一种基于SSR-KDF的并网逆变器的鲁棒控制方法，能够有效降低并网逆变器输出电能的谐波畸变，提高并网电能质量。CN106208130A提出一种基于自适应约束优化的三相并网逆变器鲁棒控制方法，能够使三相并网逆变器输出的并网电流波形具有更低的总谐波畸变率和更强的鲁棒性等控制性能。

在微网中，分布式发电系统包含大量的电力电子装置，缺少旋转发电设备，因此与传统大电网相比具有很小的惯性甚至没有惯性，微电网上述特性以及分布式微源的波动性和间歇运行对电能质量问题提出了严峻的挑战。

1)单相负载以及非线性负载的存在会引起交流母线电压的波动，微电网孤岛模式下的电能质量就很难保证。但是由于敏感负荷与重要负荷的存在，用户对微电网系统的供电可靠性与电能质量提出了更高的要求。

2)微电网中主要的电能质量问题是电压扰动，包括电压闪变、波动与骤降，以及不平衡和谐波。保证微电网逆变器输出母线电压平衡且不发生畸变，提高分布式发电系统的供电可靠性与鲁棒性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于残差生成器的鲁棒容错控制模块、方法及系统，能够解决三相逆变器电压电能质量问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于残差生成器的鲁棒容错控制模块，包括：控制器、控制对象和残差生成器，根据所述控制器和所述残差生成器对所述控制对象进行控制，所述残差生成器为基于观测器的残差生成器。

一种基于残差生成器的鲁棒容错控制方法，包括：

构建三相逆变器基于残差生成器的鲁棒容错控制架构，所述三相逆变器基于残差生成器的鲁棒容错控制架构包含补偿控制器；

在所述三相逆变器基于残差生成器的鲁棒容错控制架构的基础上，构建含可再生能源分布式电源逆变器电压电流双闭环控制、LC滤波电路的数学模型以及基于观测器的残差生成器；

根据所述补偿控制器和所述基于观测器的残差生成器，确定优化后的补偿控制器；