[发明专利]基于抗干扰全阶滑模控制的储能系统网侧电流控制方法

说明书

一种基于自抗扰控制技术的全阶滑模电流控制方法，首先，基于自抗扰控制技术，设计了扩张状态观测器来估计控制系统中的所有未知状态、内部模型参数的不确定性和外部干扰；其次，设计了全阶滑模控制器，以确保所有系统状态的收敛，消除控制律中的高频切换项以去除抖振。本发明实现电流的稳定快速跟踪，有效抑制了控制器输出的抖振现象。

技术领域

本发明属于储能系统控制领域，涉及一种基于自抗扰控制技术的全阶滑模电流控制方法，具体涉及含自抗扰控制中的扩张状态观测器和全阶滑模控制方法。

背景技术

近年来，随着能源和环境的压力增大，新能源发电技术得到飞速发展。由于新能源功率(如光伏、风电)具有显著的随机性和不确定性，大规模新能源接入会给电网的安全稳定运行带来诸多挑战。为了减小新能源发电对电网稳定性的影响，引入了储能技术。储能系统具有快速调节功率和供蓄的能力，在平滑间歇式能源功率波动、削峰填谷、改善电压质量以及提供备用电源等方面都发挥了重要作用，是配电网实现对广泛接入的分布式能源灵活调节以及网络优化运行的关键所在。随着储能技术研究的深入，储能系统网侧变换器控制策略需要具备更加精确的控制，因此有必要研究储能系统网侧控制器控制策略，改善闭环系统的稳定性与动态性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明将自抗扰控制技术运用于全阶滑模控制策略中，利用扩张状态观测器来实时估计总扰动并在反馈控制中消除，从而使系统具有较好的控制性能。本发明提出的控制方法运用于储能系统的电流控制，利用扩张状态观测器观测总扰动，并通过全阶滑模控制策略实现电流的稳定快速跟踪，有效抑制了控制器输出的抖振现象。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于抗干扰全阶滑模控制的储能系统网侧电流控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1：搭建储能系统网侧控制模型；

S2：设计全阶滑模控制器，过程如下：

定义d轴的电流跟踪误差e_d为

e_d＝i_dgr-i_dg

式中，i_dgr表示d轴电流参考值，i_dg表示d轴电流。对于d轴电流分量，可以选择以下形式的全阶滑模面：

式中，c_d为大于零的常数，0δ_d1；

根据全阶滑模控制原理，设计如下d轴电流控制律：

式中，v_dg是d轴电压；L_g是三相电感；ω_g为同步参考坐标系的角速度，v_di是电流环控制器的输出；k_d，η_d是正的常数，T_d≥0，v_nd(0)＝0，k_Td需要满足以下条件：

k_Td≥T_dξ_d。

定义q轴的电流跟踪误差e_q为：

e_q＝i_qgr-i_qg

式中，i_qgr表示q轴电流参考值，i_qg表示q轴电流；

则q轴电流控制律如下：