[发明专利]基于扩展状态观测器的电池储能变换器自抗扰控制方法

说明书

本发明公开了一种基于扩展状态观测器的电池储能变换器自抗扰控制方法，包括：电路数据采集和数据处理获得处理数据；锁相变换获得旋转坐标系下的电网侧电感电流分量和电网电压分量；构建扩展状态观测器模型；构造线性反馈控制律；重构系统原有状态变量并进行状态反馈，对LCL滤波器加入有源阻尼；获得驱动信号以驱动该逆变电路工作。此方法解决了传统依赖于扩展状态观测器主动抗扰控制的结构扰动量观测范围大，观测值物理意义不明确的问题，在已有的扩展状态观测器基础上，通过结合有源阻尼来消除LCL谐振所产生的扰动量，提高了观测器对其它扰动量的观测和补偿精度，缩小了扩展状态观测器的扰动量观测范围，提高了主动抗扰控制的性能。

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，具体涉及一种基于扩展状态观测器的电池储能变换器自抗扰控制方法。

背景技术

电池储能技术因为其低成本，响应快速，低场地要求，高能量密度的特点，是解决新能源发电功率波动的有效手段之一。

电池储能变换器是电池储能系统中负责电池直流能量与电网交流能量之间相互转换的关键电气设备，其控制算法对系统可靠性，效率和电能质量有着深远影响。基于扩展状态观测器的主动抗扰控制算法具有不依赖于具体对象模型，能够抵抗不可测干扰的优点，在许多控制领域都得到了广泛应用。

然而，仅依靠扩展状态观测器会存在扰动量范围大，观测量物理意义不明确的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于扩展状态观测器的电池储能变换器自抗扰控制方法。此方法旨在解决传统依赖于扩展状态观测器主动抗扰控制的结构扰动量观测范围大，观测值物理意义不明确的问题，在已有的扩展状态观测器基础上，通过结合有源阻尼来消除LCL谐振所产生的扰动量，以提高观测器对其它扰动量的观测和补偿精度，缩小扩展状态观测器的扰动量观测范围，提高主动抗扰控制的性能。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于扩展状态观测器的电池储能变换器自抗扰控制方法，包括以下步骤：

步骤1：对电池储能变换器进行电路数据采集，获得采集数据，并对采集数据进行数据处理，获得处理数据；

步骤2：基于数字三项锁相环(PLL)，对处理数据进行锁相变换，获得旋转坐标系下的电网侧电感电流分量和旋转坐标系下的电网电压分量；

步骤3：将旋转坐标系下的电网侧电感电流分量和旋转坐标系下的电网电压分量作为输入，并构建出扩展状态观测器模型；

步骤4：根据扩展状态观测器模型所得观测量，构造出线性反馈控制律；

步骤5：根据扩展状态观测器模型，对所得观测量进行重构并加入到上述控制律中，获得期望的LCL滤波器传递函数；

步骤6：基于正弦脉冲宽度调制(SPWM)原理，根据控制器最终产生的控制量，获得驱动功率开关器件的驱动信号，以驱动该逆变电路工作，完成电池储能变换器自抗扰控制。

最优选的，对采集数据进行数据处理包括：依序对采集数据进行模数转换和数据换算，获得处理数据。

最优选的，锁相变换包括以下步骤：

步骤2.1：基于数字三项锁相环(PLL)，对处理数据进行锁相处理，选取变换矩阵；

步骤2.2：根据变换矩阵，对处理数据进行等幅值变换，获得旋转坐标系下的电网侧电感电流分量和旋转坐标系下的电网电压分量；

最优选的，等幅值变换包括：Clarke变换和Park变换。

最优选的，构建扩展状态观测器模型包括以下步骤：

步骤3.1：对LCL滤波器旋转坐标系中任一轴进行重构，选取出系统状态变量；

步骤3.2：根据系统状态变量，获得系统状态空间；