[发明专利]改进BP整定分数阶PID的并网逆变器控制方法

说明书

本发明涉及一种改进BP整定分数阶PID的并网逆变器控制方法，电感电流外环控制采用分数阶PID控制器，电容电流内环采用比例补偿器对三相LCL并网逆变器进行控制，采用BP神经网络对分数阶PID控制器中比例系数K_p、积分系数K_i、微分系数K_d、积分阶次λ和微分阶次μ进行参数整定。将多变量分数阶PID控制作用于电感电流外环，使系统具有更好的鲁棒性，大大降低了并网电流的THD值；以比例控制器作为电容电流内环，实现双闭合控制。针对分数阶PID算法的引入带来的参数整定问题，采用改进的BP神经网络算法对参数进行辨识和优化，实现并网逆变的稳定控制，提升了系统的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制技术，特别涉及一种改进BP整定分数阶PID的并网逆变器控制方法。

背景技术

随着可再生能源并网发电技术的发展，大功率并网逆变器控制技术成为人们研究的热点。能源研究开发领域主要体现在光、热、化学利用三种表现形式上。这三种形式中，光伏在电池技术上的应用是最关键的形式。国内大多数地区的太阳能资源比较充裕，以全年为单位来看平均日照量可达2000小时以上。在光伏发电方面，我国具有充足的资源储备。另一方面，光伏发电是一种可持续可再生的能源，它也可以解决了一些输电、配电、送电、用电困难的地区的用电问题。对于我国的贫困地区的发展起着至关重要的作用。

三相逆变器的传统控制有PID控制、状态反馈控制和PR控制，这些控制已较为成熟。其中PID控制多应用于多环控制环节，单闭环控制的效果有限，在双闭环控制环节中，将参考电压与实际电压的差值通过PID控制器进行跟踪。

三相逆变器主要输出正弦信号，其总谐波畸变因数在三相逆变器的评估中尤为重要。三相逆变器控制系统较为复杂的时变性、耦合性和非线性，控制起来十分困难。

发明内容

针对大功率并网总谐波畸变问题，提出了一种改进BP整定分数阶PID的并网逆变器控制方法，使系统具备良好的动稳态响应和鲁棒性，实现对参考量的快速跟踪。

本发明的技术方案为：一种改进BP整定分数阶PID的并网逆变器控制方法电感电流外环控制采用分数阶PID控制器，电容电流内环采用比例补偿器对三相LCL并网逆变器进行控制，通过电流互感器测得电容上的电流i_c，选用比例控制器消除电流高频开关谐波分量，抑制谐振尖峰增加系统的阻尼，并网电感上的电流i₂与给定的参考电流i₂^*作比较，差值经过分数阶PID控制器，得到内环的电容电流参考信号i_c^*，电容电流参考信号i_c^*与电容电流内环实际电流i_c进行比较，通过比例控制器进行补偿后得到逆变器的电压信号U_inv；采用BP神经网络对分数阶PID控制器中比例系数K_p、积分系数K_i、微分系数K_d、积分阶次λ和微分阶次μ进行参数整定。

进一步，所述BP神经网络输入为并网电感上给定的电感电流信号i₂^*和误差E＝i₂-i₂^*，E为给定电感电流信号i₂^*和实际测量得到的电流信号i₂的差值；隐含层选用五个神经元，输出层为K_p、K_i、K_d和积分阶次λ、微分阶次μ；

网络输入层输入为o_i,隐含层的输入为net⁽²⁾_m，输出为o⁽²⁾_m，输出层的输入为net⁽³⁾_n；