一種并網(wǎng)逆變器功率跟蹤控制策略研究

TD用來(lái)安排過(guò)渡過(guò)程，快速無(wú)超調地跟蹤輸入信號，并具有較好的微分特性，從而避免了設定值突變時(shí)，控制量的劇烈變化及輸出量的超調，很大程度上解決了系統響應快速性與超調性之間的矛盾。也正因為如此，使得ADRC在快速性要求較高的場(chǎng)合受到一定限制。
ESO是ADRC的核心部分，可以將來(lái)自系統內部或外部的各種因素都歸結為對系統的擾動(dòng)。通過(guò)ESO估計出系統各個(gè)狀態(tài)變量，同時(shí)估計出系統的內外擾動(dòng)并給予相應補償，從而實(shí)現系統的動(dòng)態(tài)反饋線(xiàn)性化。TD輸出與ESO估計值取誤差得到系統狀態(tài)變量誤差。誤差量送入NLSEF運算后與來(lái)自ESO的補償量求和，最終得到被控對象的控制量。
由于A(yíng)DRC是根據系統的時(shí)間尺度來(lái)劃分對象的，所以在控制器設計時(shí)不用考慮系統的線(xiàn)性或非線(xiàn)性、時(shí)變或時(shí)不變，從而簡(jiǎn)化了控制器設計。
3．2 自抗擾控制器參數整定
一階ADRC方程為：

TD方程，ESO方程及式(1)中非線(xiàn)性函數fun用來(lái)安排過(guò)渡過(guò)程，其中r為速度因子，r越大，跟蹤速度越快，h為步長(cháng)。
ADRC控制性能主要取決于參數的合理選取，而參數的調整主要依靠設計者的工程經(jīng)驗，并利用仿真反復試選確定。對ADRC參數調整方法一般可分為兩步，首先把TD／ESO／NLSEF看作彼此獨立的3部分。整定TD和ESO的參數，待這兩部分調整得到滿(mǎn)意的效果后結合NLSEF對ADRC進(jìn)行整體參數整定。將自抗擾控制技術(shù)引入基于電流跟蹤的SVPWM光伏逆變器中，采用ADRC進(jìn)行電流跟蹤控制，用ESO對包括負載在內的未知擾動(dòng)進(jìn)行觀(guān)測。通過(guò)ESO對負載變化及時(shí)、準確地估計和補償，能有效抑制各種擾動(dòng)帶來(lái)的影響。

4 基于A(yíng)DRC的并網(wǎng)逆變器控制系統
并網(wǎng)逆變器的控制目標是實(shí)現正弦電流輸出和相位控制，使逆變器工作在單位功率因數并網(wǎng)模式或無(wú)功補償模式。常見(jiàn)的電流控制方法有PID控制，但其對正弦參考量難以消除穩態(tài)誤差。為了解決該問(wèn)題，采用ADRC實(shí)現了正弦電流控制的零穩態(tài)誤差，并在快速性與穩定性上優(yōu)于常規PID控制器性能。
基于A(yíng)DRC的光伏逆變器電流跟蹤控制結構如圖4所示。由于開(kāi)關(guān)頻率(10 kHz)遠高于電網(wǎng)頻率，因此為了便于分析，忽略開(kāi)關(guān)動(dòng)作對系統的影響，將SVPWM逆變單元近似為一慣性環(huán)節。濾波環(huán)節中，R為電感L的串聯(lián)等效電阻，ug為電網(wǎng)電壓，i*為與電網(wǎng)電壓同頻同相的并網(wǎng)電流參考信號。反饋信號從逆變器的輸出接入，經(jīng)ADRC進(jìn)行參數調整，得到與參考指令相比較的信號，進(jìn)而送入逆變器進(jìn)行控制。

基于A(yíng)DRC的光伏逆變器電流跟蹤控制數學(xué)模型如圖5所示，其輸出電流的傳遞函數I=AI*-A(ugrid+其他擾動(dòng)μ)，其中A=Gpi(s)Ginv(s)／[sL+R+Gpi(s)Ginv(s)]，Gpi(s)=(Kps+Ki)／s，Ginv(s)=KPWM／(TPWMs+1)?？梢?jiàn)，逆變器的輸出電流與參考電流、電網(wǎng)電壓有關(guān)，采用ADRC閉環(huán)控制，能夠抑制來(lái)自包括電網(wǎng)及其他方面的擾動(dòng)。