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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明涉及一种基于滑模策略的电压‑功率联合控制系统，包括采样子系统、计算子系统和电压‑功率联合控制子系统。采样子系统中，采集光伏逆变器输出三相电压信号值：uoa、uob、uoc，以及三相电流信号值ioa、iob、ioc。本发明的基于滑模策略的光伏逆变器电压‑功率联合控制系统，能够精确控制光伏逆变器根据负载侧电压‑功率需求调节输出的电压与功率幅值；且系统采用滑模控制策略设计，相比传统恒功率控制系统，使得光伏逆变器输出有功功率稳态误差降低97.8％、响应速度提升47.7％；使得光伏逆变器输出无功功率稳态误差降低99.9％、响应速度提升51.2％；使得光伏逆变器输出电压幅值稳态误差降低99.4％、响应速度提升57.6％。

主权项：1.一种基于滑模策略的光伏逆变器电压-功率联合控制系统，其特征在于，包括采样子系统、计算子系统和电压-功率联合控制子系统；电压-功率联合控制子系统，包括参考电压幅值合成模块、参考电压相角合成模块、参考电压相量合成模块、电压-电流双闭环滑模控制器模块、锁相环模块；其中，电压外环通过比较光伏逆变器实际输出电压uod、uoq与标准参考值uodref、uoqref间的偏差，利用滑模控制器给出电流内环参考值idref、iqref；以d、q轴下的光伏逆变器输出电压与参考电压的差值作为外环控制的状态变量，如下式所示： 式中，x1是光伏逆变器输出电压的d轴变量与参考电压的差值，x2是其q轴变量与参考电压的差值；电压外环线性滑模面如下： 式中，为系统输出电压d轴分量滑模面，为系统输出电压q轴分量滑模面；λ10、λ20、β10、β20分别为滑模面设计参数；由电压外环线性滑模面进一步推导出系统电流内环的给定参考值idref、iqref： 式中，id、iq分别表示光伏逆变器滤波电感上电流的d、q轴分量；定义如下的内环电流状态变量： 式中，x3是光伏逆变器滤波电感电流的d轴变量与参考电流的差值，x4是光伏逆变器滤波电感电流的q轴变量与参考电流的差值；设计如下电流内环滑模面与 cT10、cT20是积分项设计参数；基于高阶滑模算法的原理，光伏逆变器开关控制量KTd、KTq设计如下： 其中，参数r1、r2、r3、r4均大于0；电压-功率联合控制子系统中，参考电压幅值合成模块引用虚拟电压U'与U”，合成光伏逆变器控制系统总的参考电压幅值Uoref，公式如下： 式中，Uo为光伏逆变器输出电压幅值；虚拟电压U'调节控制模块以光伏逆变器的输出有功P和最大限制有功Pmax的比较结果，作为输出补偿电压U'的控制信号；虚拟电压U”调节控制模块，将光伏逆变器实际输出的无功Q与最大限制无功Qmax作比较，以控制输出合适的补偿电压U”，使光伏逆变器吸收或输出无功Q在Qmax的限制范围内；参考电压相角合成模块利用光伏逆变器系统的参考输出功率Pref与实际输出功率P间的偏差值，设计滑模控制器以矫正输出相差角为θ'；再经限幅器L检测，进一步检查θ'是否符合限幅范围[θmin,θmax]，并最终输出确定值θ*；电压-功率联合控制子系统中，参考电压相量合成模块分别合成参考空间电压uoref在d、q轴上的分量uodref和uoqref；其中，参考电压相角θ为由所述参考电压相角合成模块给定，参考电压幅值Uoref由所述参考电压幅值合成模块给定；

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