申请/专利权人：盛世华通(山东)电气工程有限公司

申请日：2023-12-14

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117559540B

主分类号：H02J3/38

分类号：H02J3/38;H02J3/12;H02M3/156;H02M1/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明属于光伏控制系统相关技术领域，本发明提供一种模块化高增益boost光伏系统的控制方法，包括如下步骤：获得模块化高增益光伏boost电路结构开关器件的导通和关断期间boost电路的状态平均方程，然后运用空间状态平均法进行处理，得到典型的仿射非线性状态方程；定义一个新的虚拟输出函数使得该仿射非线性系统能够实现精确反馈线性化；根据新定义的虚拟输出函数，将该仿射非线性系统完全线性化为Brunovsky标准型系统，并给出其坐标变换方程和状态反馈控制率；以新的状态变量跟踪误差作为控制器的输入，运用鲁棒滑模变结构设计系统的反馈控制律。与现有技术相比，本发明具有电压增益大、响应速度快、抗干扰能力强等优点。

主权项：1.一种模块化高增益boost光伏系统的控制方法，光伏系统电路包括NN≥2组开关电感，3N-2个二极管，一个开关管S和一个滤波电容，当开关管S导通时，电压输入端对N组开关电感并联充电，滤波电容对电压输出端的负荷放电，当开关管S关断时，电压输入端和N组开关电感对滤波电容和电压输出端的负荷串联放电，该电路的电压增益为是传统boost电路电压增益的1+N-1d倍，d为开关管S的占空比，其特征在于，控制方法包括如下步骤：步骤一、在模块化高增益boost光伏电路结构中取任意一个开关电感的电感电流和输出电压一起作为该系统的状态变量，并根据电容的电压电流关系以及基尔霍夫电流和电压定律，得到开关管S在导通和关断期间boost电路的状态平均方程，然后运用空间状态平均法进行处理，得到典型的仿射非线性状态方程；步骤二、根据得到的典型的仿射非线性状态方程，可得知系统输出函数的相对阶r小于其系统维度n，定义一个新的虚拟输出函数使得该仿射非线性系统能够实现精确反馈线性化；步骤三、根据新定义的虚拟输出函数，利用非线性状态反馈和局部微分同胚将该仿射非线性系统完全线性化为Brunovsky标准型系统，并给出其坐标变换方程和状态反馈控制率；步骤四、根据微分同胚的映射关系，控制步骤三获得的Brunovsky标准型系统，将原先模块化高增益boost光伏电路的控制目标，转换成偏差变量系统的原点镇定问题，以新的状态变量跟踪误差作为控制器的输入，运用鲁棒滑模变结构设计系统的反馈控制律；步骤五、将步骤四中鲁棒滑模变结构原理设计的反馈控制律根据步骤三中得到状态反馈控制率进行逆变换，得到模块化高增益boost光伏电路的控制率，将其输出控制量与锯齿波同时输入到脉冲宽度调制模块中，产生PWM信号去驱动控制模块化高增益boost光伏电路中的功率器件，以实现精确的控制；步骤一中，开关管S在导通和关断期间boost电路的状态平均方程如下： 式中，N为开关电感的组数，E为系统输入端电压、iL为任意一个开关电感的电流、L为一个开关电感的电感值电容，u0、i0为输出端电压和输出电流，C为滤波电容的电容值，R为等效恒阻抗负荷，有u0＝Ri0；分别选取开关电感的电流iL、输出端电压u0为两个状态变量x1、x2，开关器件的占空比为d，输出电压参考值为uoref，根据空间状态平均法得到典型的仿射非线性状态方程如3、输出y的方程如4： y＝x2-uoref4；步骤二中，求系统输出函数的相对阶r，可设hx＝x2-uoref，验证如下： 由式5可得知系统输出函数的相对阶r＝1，小于其系统维度n＝2，因此需要定义一个新的虚拟输出函数ωx使得r＝n，使得该仿射非线性系统能够实现精确反馈线性化，令可得新的虚拟输出函数ωx如下：

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权利要求：

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