CN110445177A - 基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法 - Google Patents
基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110445177A CN110445177A CN201910789068.5A CN201910789068A CN110445177A CN 110445177 A CN110445177 A CN 110445177A CN 201910789068 A CN201910789068 A CN 201910789068A CN 110445177 A CN110445177 A CN 110445177A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- formula
- fuzzy
- photovoltaic
- voltage
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,具体包括以下步骤:步骤S1:搭建光伏多模态切换逆变***;步骤S2:根据物理学原理以及T‑S模型的表达方法,建立光伏逆变***的模糊模型;步骤S3:根据光伏逆变***的模糊模型,设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。本发明针对光伏逆变***多模态切换问题设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法。
背景技术
光伏逆变器是应用在太阳能发电***中的逆变器,是光伏发电***中的一个重要部件,其效率的高低直接影响光伏发电***效率的高低,目前市场上常见的光伏逆变器,其前级电路通常为用来实现最大功率点跟踪的DC-DC变换电路,后级电路为用来将DC-DC变换电路输出的直流电变换为交流电并输送至电网的逆变电路。在实际应用中,在日出、日落,多云等光照较弱的工作环境下,太阳能电池输出的电压往往无法达到后级逆变母线要求的电压,此时,为了保证光伏逆变器可靠工作,如图1所示的光伏逆变器的结构示意图,其前级DC-DC变换电路通常采用结构相对简单的电压调整电路,如Boost电路,按照一定频率对其中开关管S占空比进行调节,从而得到逆变所需的输出电压。
而传统的逆变***未考虑到到的多模态切换问题,光伏逆变***运行不够稳定。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,针对光伏逆变***多模态切换问题设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,具体包括以下步骤:
步骤S1:搭建光伏逆变***;
步骤S2:根据物理学原理以及T-S模型的表达方法,建立光伏逆变***的模糊模型;
步骤S3:根据光伏逆变***的模糊模型,设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。
进一步的,所述光伏多模态切换逆变***包括光伏发电板、双向DC/DC模块、铅酸蓄电池和直流负载。
进一步的,所述步骤S2具体为:
步骤S21:在同步的d-q参考坐标系中,有功功率P和无功功率Q可以计算为:
式中,ud和uq分别表示d轴和q轴的电压有效值,φd和φq分别表示d轴和q轴的电流有效值;
令uq=0,则从d轴和q轴输出电流到有功和无功功率的转换函数计算为:
式中P*和Q*分别是有功功率和无功功率参考值,和分别表示d和q轴的参考电流;
通过三相DC/AC变换器进行电流源控制,跟踪同步dq参考坐标系中的电流基准;d轴和q轴电流参考直接注入或根据所需的有功功率和无功功率计算公式(2)得到;
考虑DC/AC变换器的数学模型如下:
式中,vdc,φdc,Cpv分别表示变换器的输入电压,电流和电容;ud和φd分别是d轴的电压有效值与电流有效值,φq是q轴的电压输入;R1,L1,ω分别是电阻、电感和电压频率;ed和eq分别是d轴和q轴的电压;
忽略变换器的转换损耗,直流与交流之间传输的有功功率可以表示为:
式中,v0,LA和φ0,LA分别表示铅酸电池的输出电压和输出电流;v0,PV和φ0,PV分别表示光伏电源的输出电压和输出电流;ud和φd是d轴电压与电流的有效值;
步骤S22:根据光伏逆变***不同的功率模式,构建对应的模糊模型,得到光伏逆变***的模糊模型。
进一步的,所述功率模式包括欠功率模式、可接受功率模式和过功率模式。
进一步的,所述欠功率模式下,太阳能光伏功率不足以满***流负,太阳能光伏变换器采用MPPT算法,铅酸蓄电池变换器用作电压源,通过电池放电操作来调节输出电压;为了使用模糊控制方法获得精确的电流共享和理想的电压调节,交流总线电压在电池的最大放电电流时达到其最小可接受值;带有升压变换器的铅酸蓄电池***模型,如公式(5)所示:
式中,角标LA表示铅酸电池***,φ1,LA,φm,LA,φp,LA,φ0,LA是铅酸电池内部回路电流,R1,LA,R0,LA是内部电阻,C1,LA,C0,LA是内部电容,Gp,LA,vPN,LA分别是蓄电池内部分支能量与电压,u3是控制输入;
带降压变换器的光伏电源的模型表达如下:
式中,角标PV表示太阳能发电***,vPV,φPV分别表示太阳能的输出电压和输出电流,CPV和LPV分别是输出电容与电感,φL,PV是流过电感的电流,u1是控制输入,R0,PV,RL,PV,RM,PV是电阻,VD,PV是二极管两端电压,C0,PV是电容,v0,PV和φ0,PV分别是电阻R0,PV的电压与电流。
定义基准电压vref, 并从式(1)-(6)得出:
定义x(t)=[φ1,LA φm,LA e0,LA vPV φL,PV e0,PV vdc εd εq]T,并选择作为模糊前件变量,增益模糊***由下式给出:
规则 是 是是那么
式中,表示第l个模糊推理规则;r是推理规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入; 可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)由下式得出;
进一步的,所述可接受功率模式下,太阳能光伏功率满***流负载,蓄电池不起作用光伏变换器采用MPPT算法,通过模糊跟踪控制器来调节交流总线电压,***模型如下:
定义和x(t)=
[vPV φL,PV e0,PV εd εq]T,并选择作为模糊前件变量,增益模糊***可由下式得到:
规则如果是 是是那么
式中,表示第l个模糊推理规则;r模糊规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入; 是可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)如下式所得:
进一步的,所述考虑过功率模式下,太阳能光伏功率大于负载功率,光伏变换器采用MPPT算法,蓄电池通过充电来调节交流总线电压,得到***模型如下:
MPPT的参考电压v*由式(7)、(8)计算;定义基准电压vref,x(t)=
[φ1,LA φm,LA e0,LA vPV φL,PV e0,PV]T,式(13)中的***可改写如下:
选择作为模糊前件变量,增益模糊***可由下式得到:
规则如采是 是是那么
式中,表示第l个模糊推论规则;r是推理规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入, 是可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)由下式得到:
k1=R1,LAC1,LA,k2=R0,LAC0,LA,k3=C0,PVCLA,
k4=R0,PV+R0,PVRL,PV,k5=R0,PV-R0,PV,
进一步的,所述步骤S3具体为:
步骤S31:设计一模糊状态估计器,用于估计出光照度G:
观测器规则R1:如果z1是z2是z3是并且z10是那么:
其中是观测器状态;如果它是一个降维的观测器,否则,它就是一个全维的观测器。
同理,全局T-S模型由下式给出:
考虑以下全局模糊控制器:
其中符号由估算的模糊前件变量z7得出,将控制器上的所有前件变量都被定义为
定义可得:
式中,
式(20)中的闭环误差***,并且对于L2增益性能水平γ>0,设计基于模糊观测器的控制器,使得PV功率***渐近稳定,并且对于任意非零在零初始条件下,运算符从到电压跟踪同步ζ的L2范数小于γ。
步骤S32:基于式(20)中的增广闭环模糊控制***,提出未知太阳辐照下光伏发电***的MPPT如下:
考虑式中并且 若以下不等式成立,H∞性能可以被由以下的公式保证
若下列不等式成立,最大功率的光伏发电***是稳定的且具有H∞性能指标:
其中F=[1 0 0 0];
由于公式(25)是非线性矩阵不等式,首先定义:
式中, 是对称正定矩,{P1(1),P2(1),P1(2),P2(2)}是适当维数矩阵,{P1(3),P2(3)}是标量,可得出:
式中,
把式(26)代入式(24),可得:
式中,
将式(28)通过Γ=diag{X-1 I}进行全等变换,并且使用锥补定理可得:
式中,
通过提取模糊前件变量可得:
式中,
由于假设其中δ1是个正定的标量,如果Φls+Ml之0,其中Ml是对称矩阵,可得:
因此,定义
假设并且基于式(29)和(31),用以下算法来计算模糊控制器和观察器增益:
a)对于矩阵接触以下不等式
式中,进而得出并且算出
b)用控制器增益接出以下不等式
式中, 可以得出γ,P1,P2,并且计算出
C)利用P1和P2,并解出如下不等式
式中, 可得出和如果使用控制器增益并转至步骤b)。如果则输出γ,Ks,Ls,并停止。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明针对光伏逆变***多模态切换问题设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。
附图说明
图1是本发明方法流程图;
图2是本发明一实施例中搭建的光伏逆变***。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1,本发明提供一种基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,包括如下步骤:
S1:搭建光伏逆变***,如图2所示,其中,所述光伏逆变***100,包括光伏发电板10、双向DC/DC模块20、铅酸蓄电池30、直流负载40;
S2:根据物理学原理以及T-S模型的表达方法,建立光伏逆变***模型;
S3:针对光伏逆变***的切换问题设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。
在本实施例中,在步骤S2中,根据物理学原理以及T-S模型的表达方法,建立光伏逆变***模型:
首先在同步的dq参考坐标系中,有功功率dq和无功功率Q可以计算为:
式中,ud和uq分别表示d轴和q轴的电压有效值,φd和φq分别表示d轴和q轴的电流有效值。
令uq=0,则从d轴和q轴输出电流到有功和无功功率的转换函数可计算为:
式中P*和Q*分别是有功功率和无功功率参考值,和分别表示d和q轴的参考电流。
三相DC/AC变换器进行电流源控制,以便跟踪同步dq参考坐标系中的电流基准。d轴和q轴电流参考(和)可以直接注入或根据所需的有功功率和无功功率计算公式(2)得到。
考虑DC/AC变换器的数学模型如下:
式中,vdc,φdc,Cpv分别表示变换器的输入电压,电流和电容;ud和φd分别是d轴的电压有效值与电流有效值,φq是q轴的电压输入;R1,L1,ω分别是电阻、电感和电压频率。ed和eq分别是d轴和q轴的电压。
忽略变换器的转换损耗,直流与交流之间传输的有功功率可以表示为:
式中,v0,LA和φ0,LA分别表示铅酸电池的输出电压和输出电流;v0,PV和φ0,PV分别表示光伏电源的输出电压和输出电流;ud和φd是d轴电压与电流的有效值。
首先考虑欠功率模式,该模式表示最大可用功率小于功率需求的情况。具体而言,太阳能光伏功率不足以满***流负载。太阳能光伏变换器采用MPPT算法,铅酸蓄电池变换器用作电压源,通过电池放电操作来调节输出电压。为了使用模糊控制方法获得精确的电流共享和理想的电压调节,交流总线电压在电池的最大放电电流时达到其最小可接受值。带有升压变换器的铅酸蓄电池***模型,如公式(5)所示:
式中,角标LA表示铅酸电池***,φ1,LA,φmm,LA,φp,LA,φ0,LA是铅酸电池内部回路电流,R1,LA,R0,LA是内部电阻,C1,LA,C0,LA是内部电容,Gp,LA,vPN,LA分别是蓄电池内部分支能量与电压,u3是控制输入。
带降压变换器的光伏电源的模型表达如下:
式中,角标PV表示太阳能发电***,vPV,φPV分别表示太阳能的输出电压和输出电流,CPV和LPV分别是输出电容与电感,φL,PV是流过电感的电流,u1是控制输入,R0,PV,RL,PV,RM,PV是电阻,VD,PV是二极管两端电压,C0,PV是电容,v0,PV和φ0,PV分别是电阻R0,PV的电压与电流。
在这种工作模式下,设计基于观测器的反馈控制器,来获得MPPT且输出电压作为参考。定义基准电压vref, 并从式(1)-(6)得出:
定义x(t)=[φ1,LA φm,LA e0,LA vPV φL,PV e0,PV vdc εd εq]T,并选择作为模糊前件变量,增益模糊***由下式给出:
规则:IF是 是是那么
式中,表示第l个模糊推理规则;r是推理规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入; 可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)由下式得出:
接着考虑可接受功率模式,在该模式下,直流电以孤岛模式运行。太阳能光伏功率基本上足以满***流负载,在这种情况下蓄电池不起作用。光伏变换器采用MPPT算法,通过模糊跟踪控制器来调节交流总线电压。因此,***模型如下:
定义和x(t)=[vPV φL,PVe0,PV εd εq]T,并选择作为模糊前件变量,增益模糊***可由下式得到:
规则如果是 是是那么
式中,表示第l个模糊推理规则;r模糊规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入;是可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)如下式所得:
最后考虑过功率模式,在该模式下,光伏变换器采用MPPT算法。由于太阳能光伏功率大于直流负载功率,因此交流电压增大。多余的电力用于给铅酸蓄电池充电。因此,蓄电池通过充电来调节交流总线电压,因此可得到***模型如下:
在该工作模式下,设计基于观测器的反馈控制器来获得MPPT且追踪参考输出电压。MPPT的参考电压v*由式(7).(8)计算。定义基准电压vref,x(t)=[φ1,LA φm,LA e0,LA vPVφL,PV e0,PV]T,式(13)中的***可改写如下:
接着,选择作为模糊前件变量,增益模糊***可由下式得到:
规则:如果是 是是那么
式中,表示第l个模糊推论规则;r是推理规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入, 是可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)可由下式得到:
k1=R1,LAC1,LA,k2=R0,LAC0,LA,k3=C0,PVCLA,
k4=R0,PV+R0,PVRL,PV,k5=R0,PV-R0,PV,
在步骤S3中,考虑到切换观测控制对于光伏逆变***的稳定工作非常重要,针对光伏逆变***的切换问题设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。具体步骤如下:
首先为了估计出光照度G,设计一种模糊状态估计器:
观测器规则R1:如果z1是 是 是并且z10是那么:
其中是观测器状态变量。如果它是一个带降维的观测器。否则,它就是一个带全维的观测器。
同理,全局T-S模型由下式给出:
现在,考虑以下全局模糊控制器:
其中符号由估算的模糊前件变量z7得出,将控制器上的所有前件变量都被定义为
定义可得:
式中,
鉴于式(20)中的闭环误差***,并且对于L2增益性能水平γ>0,设计基于模糊观测器的控制器,使得PV功率***渐近稳定,并且对于任意非零 在零初始条件下,运算符从到电压跟踪同步ζ的L2范数小于γ。
基于式(20)中的增广闭环模糊控制***,提出未知太阳辐照下光伏发电***的MPPT如下:
考虑式中并且若以下不等式成立,H∞性能可以被证明。
若下列不等式成立,最大功率的光伏发电***是稳定的且具有H∞性能指标:
其中F=[1 0 0 0].
由于公式(25)是非线性矩阵不等式。此处,提出了两步进行处理,首先定义:
式中,是对称正定矩,{P1(1),P2(1),P1(2),P2(2)}是适当维数矩阵,{P1(3),P2(3)}是标量,可得出:
式中,
把式(26)代入式(24),可得:
式中,
将式(28)通过Γ=diag{X-1 I}进行全等变换,并且使用锥补定理可得:
式中,
通过提取模糊前件变量可得:
式中,
应该注意的是,由于现有的松弛技术 不再适合模糊控制器合成。假设其中δl是个正定的标量。如果Φls+Ml之0,其中Ml是不对称矩阵,可得:
因此,定义现有的松弛求解公式可以应用于公式(31)。
现在,假设并且基于式(29)和(31),用以下算法来计算模糊控制器和观察器增益:
a)对于矩阵接触以下不等式
∑ls+∑sl<0,1≤l<s≤r, (33)式中,进而得出并且算出
b)用控制器增益接出以下不等式
式中, 可以得出γ,P1,P2,并且计算出
C)利用P1和P2,并解出如下不等式
式中, 可得出和如果使用控制器增益并转至步骤b)。如果则输出γ,Ks,Ls,并停止。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤S1:搭建光伏多模态切换逆变***;
步骤S2:根据物理学原理以及T-S模型的表达方法,建立光伏逆变***的模糊模型;
步骤S3:根据光伏逆变***的模糊模型,设计切换观测控制器,使得光伏逆变***能够稳定运行,并保证其稳态性能。
2.根据权利要求1所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述光伏多模态切换逆变***包括光伏发电板、双向DC/DC模块、铅酸蓄电池和直流负载。
3.根据权利要求1所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述步骤S2具体为:
步骤S21:在同步的d-q参考坐标系中,有功功率P和无功功率Q可以计算为:
式中,ud和uq分别表示d轴和q轴的电压有效值,φd和φq分别表示d轴和q轴的电流有效值;
令uq=0,则从d轴和q轴输出电流到有功和无功功率的转换函数计算为:
式中P*和Q*分别是有功功率和无功功率参考值,和分别表示d和q轴的参考电流;
通过三相DC/AC变换器进行电流源控制,跟踪同步dq参考坐标系中的电流基准;d轴和q轴电流参考(和)直接注入或根据所需的有功功率和无功功率计算公式(2)得到;
考虑DC/AC变换器的数学模型如下:
式中,vdc,φdc,Cpv分别表示变换器的输入电压,电流和电容;ud和φd分别是d轴的电压有效值与电流有效值,φq是q轴的电压输入;R1,L1,ω分别是电阻、电感和电压频率;ed和eq分别是d轴和q轴的电压;
忽略变换器的转换损耗,直流与交流之间传输的有功功率可以表示为:
式中,v0,LA和φ0,LA分别表示铅酸电池的输出电压和输出电流;v0,PV和φ0,PV分别表示光伏电源的输出电压和输出电流;ud和φd是d轴电压与电流的有效值;
步骤S22:根据光伏逆变***不同的功率模式,构建对应的模糊模型,得到光伏逆变***的模糊模型。
4.根据权利要求3所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述功率模式包括欠功率模式、可接受功率模式和过功率模式。
5.根据权利要求4所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述欠功率模式下,太阳能光伏功率不足以满***流负,太阳能光伏变换器采用MPPT算法,铅酸蓄电池变换器用作电压源,通过电池放电操作来调节输出电压;为了使用模糊控制方法获得精确的电流共享和理想的电压调节,交流总线电压在电池的最大放电电流时达到其最小可接受值;带有升压变换器的铅酸蓄电池***模型,如公式(5)所示:
式中,角标LA表示铅酸电池***,φ1,LA,φm,LA,φp,LA,φ0,LA是铅酸电池内部回路电流,R1,LA,R0,LA是内部电阻,C1,LA,C0,LA是内部电容,Gp,LA,vPN,LA分别是蓄电池内部分支能量与电压,u3是控制输入;
带降压变换器的光伏电源的模型表达如下:
式中,角标PV表示太阳能发电***,vPV,φPV分别表示太阳能的输出电压和输出电流,CPV和LPV分别是输出电容与电感,φL,PV是流过电感的电流,u1是控制输入,R0,PV,RL,PV,RM,PV是电阻,VD,PV是二极管两端电压,C0,PV是电容,v0,PV和φ0,PV分别是电阻R0,PV的电压与电流。
定义基准电压vref, 并从式(1)-(6)得出:
定义x(t)=[φ1,LA φm,LA e0,LA vPV φL,PV e0,PV vdc εd εq]T,并选择作为模糊前件变量,增益模糊***由下式给出:
规则 是是是那么
式中,表示第l个模糊推理规则;r是推理规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入; 可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)由下式得出;
k1=R1,LAC1,LA,k2=R0,LALLA,
6.根据权利要求4所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述可接受功率模式下,太阳能光伏功率满***流负载,蓄电池不起作用光伏变换器采用MPPT算法,通过模糊跟踪控制器来调节交流总线电压,***模型如下:
定义和x(t)=[vPV φL,PV e0,PVεd εq]T,并选择作为模糊前件变量,增益模糊***可由下式得到:
规则如果是是是那么
式中,表示第l个模糊推理规则;r模糊规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入; 是可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)如下式所得:
7.根据权利要求4所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述考虑过功率模式下,太阳能光伏功率大于负载功率,光伏变换器采用MPPT算法,蓄电池通过充电来调节交流总线电压,得到***模型如下:
MPPT的参考电压v*由式(7)、(8)计算;定义基准电压vref,x(t)=[φ1,LA φm,LA e0,LA vPVφL,PV e0,PV]T,式(13)中的***可改写如下:
选择作为模糊前件变量,增益模糊***可由下式得到:
规则如果是是是那么
式中,表示第l个模糊推论规则;r是推理规则的个数;是模糊集;和分别表示***状态和控制输入, 是可测量的变量;第l个局部模型{Al,Bl}和干扰项ω(t)由下式得到:
k1=R1,LAC1,LA,k2=R0,LAC0,LA,k3=C0,PVCLA,
k4=R0,PV+R0,PVRL,PV,k5=R0,PV-R0,PV,
k6=R0,LA+R0,LARL,LA,
8.根据权利要求1所述的基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法,其特征在于:所述步骤S3具体为:
步骤S31:设计一模糊状态估计器,用于估计出光照度G:
观测器规则R1:如果z1是z2是z3是并且z10是那么:
其中是观测器状态;如果它是一个降维的观测器,否则,它就是一个全维的观测器。
同理,全局T-S模型由下式给出:
考虑以下全局模糊控制器:
其中符号由估算的模糊前件变量z7得出,将控制器上的所有前件变量都被定义为
定义可得:
式中,
式(20)中的闭环误差***,并且对于L2增益性能水平γ>0,设计基于模糊观测器的控制器,使得PV功率***渐近稳定,并且对于任意非零在零初始条件下,运算符从到电压跟踪同步ζ的L2范数小于γ。
步骤S32:基于式(20)中的增广闭环模糊控制***,提出未知太阳辐照下光伏发电***的MPPT如下:
考虑式中并且 若以下不等式成立,H∞性能可以被由以下的公式保证
若下列不等式成立,最大功率的光伏发电***是稳定的且具有H∞性能指标:
其中F=[1 0 0 0];
由于公式(25)是非线性矩阵不等式,首先定义:
式中, 是对称正定矩,{P1(1),P2(1),P1(2),P2(2)}是适当维数矩阵,{P1(3),P2(3)}是标量,可得出:
式中,
把式(26)代入式(24),可得:
式中,
将式(28)通过Γ=diag{X-1 I}进行全等变换,并且使用锥补定理可得:
式中,
通过提取模糊前件变量可得:
式中,
由于假设l∈L,其中δl是个正定的标量,如果Φls+Ml≥0,其中Ml是对称矩阵,可得:
因此,定义
假设并且基于式(29)和(31),用以下算法来计算模糊控制器和观察器增益:
a)对于矩阵接触以下不等式
∑ls+∑sl<0,1≤l<s≤r, (33)
式中,进而得出并且算出
b)用控制器增益接出以下不等式
式中, 可以得出γ,P1,P2,并且计算出
C)利用P1和P2,并解出如下不等式
式中, 可得出和如果使用控制器增益并转至步骤b)。如果则输出γ,Ks,Ls,并停止。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910789068.5A CN110445177B (zh) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910789068.5A CN110445177B (zh) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110445177A true CN110445177A (zh) | 2019-11-12 |
CN110445177B CN110445177B (zh) | 2021-03-02 |
Family
ID=68437618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910789068.5A Active CN110445177B (zh) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110445177B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115036971A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-09 | 淮阴工学院 | 基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1521915A (zh) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | 飞瑞股份有限公司 | 具有多功能模式的再生能源变流装置 |
JP2007330052A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 双方向電力変換装置およびその電力変換動作切替方法 |
CN105515033A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-04-20 | 许昌学院 | 一种光储微电网***的功率协调控制方法 |
CN108512254A (zh) * | 2018-05-20 | 2018-09-07 | 烟台仙崴机电有限公司 | 一种能源互联网光伏发电微网*** |
CN108667072A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-16 | 合肥工业大学 | 基于有功备用的光伏并网逆变器控制方法 |
CN110380403A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-25 | 闽江学院 | 一种基于网络延时补偿的直流微电网多模态切换控制方法 |
-
2019
- 2019-08-26 CN CN201910789068.5A patent/CN110445177B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1521915A (zh) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | 飞瑞股份有限公司 | 具有多功能模式的再生能源变流装置 |
JP2007330052A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 双方向電力変換装置およびその電力変換動作切替方法 |
CN105515033A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-04-20 | 许昌学院 | 一种光储微电网***的功率协调控制方法 |
CN108512254A (zh) * | 2018-05-20 | 2018-09-07 | 烟台仙崴机电有限公司 | 一种能源互联网光伏发电微网*** |
CN108667072A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-10-16 | 合肥工业大学 | 基于有功备用的光伏并网逆变器控制方法 |
CN110380403A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-25 | 闽江学院 | 一种基于网络延时补偿的直流微电网多模态切换控制方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115036971A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-09 | 淮阴工学院 | 基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略 |
CN115036971B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-06-11 | 淮阴工学院 | 基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110445177B (zh) | 2021-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102185533B (zh) | 储能型准-z源光伏发电控制***和控制方法 | |
Das et al. | Novel high-performance stand-alone solar PV system with high-gain high-efficiency DC–DC converter power stages | |
Tummuru et al. | Dynamic energy management of hybrid energy storage system with high-gain PV converter | |
Muni et al. | Implementation of control strategies for optimum utilization of solar photovoltaic systems with energy storage systems | |
CN110380403B (zh) | 一种基于网络延时补偿的直流微电网多模态切换控制方法 | |
Paire et al. | A real-time sharing reference voltage for hybrid generation power system | |
Reddy et al. | Grid interactive combined supercapacitor/battery energy storage system with power quality features | |
Korada et al. | Dynamic energy management in DC microgrid using composite energy storage system | |
Abishek et al. | Power Management For Pv-Wind And Hybrid Energy Storage Integrated Micro Grid | |
CN110445177A (zh) | 基于切换观测器控制的光伏逆变***控制方法 | |
Leppäaho et al. | Solar-generator-interfacing with a current-fed superbuck converter implemented by duality-transformation methods | |
Fard et al. | An energy stored improved Y-source single-phase inverter for photovoltaic system applications | |
Bhunia et al. | Cascaded DC-DC converter for a reliable standalone PV fed DC load | |
CN115833238A (zh) | 一种单相并网架构的光储发电***及其控制方法 | |
Gaiceanu | MATLAB/simulink-based grid power inverter for renewable energy sources integration | |
Aljarhizi et al. | Control Management System of a Lithium-ion Battery Charger Based MPPT algorithm and Voltage Control | |
Agarwal et al. | Performance analysis of standalone hybrid PV-SOFC-BATTERY generation system | |
Elamathy et al. | Multiport DC-DC interleaved boost converter supplemented by hybrid system of different capacities PV and battery power system | |
Pooja et al. | Design of a Battery Charge Controller Through MPPT Based Solar Photovoltaic System | |
CN103986184A (zh) | 一种储能开关电感型准-z源单相光伏发电控制***和控制方法 | |
Banu et al. | ANFIS based double integral sliding mode control for a grid-integrated hybrid power system | |
Abbas et al. | A Hybrid Renewable Sources Implementation for a DC Microgrid with Flatness-Nonlinear Control to Achieve Efficient Energy Management Strategy | |
Benbaha et al. | Optimal energy control of induction motor standalone photovoltaic-battery pumping system | |
Zhang et al. | Modelling and Control of the Solar Energy Storage System Providing Fast Frequency Support | |
US12003111B1 (en) | System and method for controlling a hybrid microgrid system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |