本發(fā)明涉及一種大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)自適應(yīng)阻尼多機(jī)諧振抑制方法，屬于可再生能源制綠氫系統(tǒng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、氫氣是一種綠色、燃燒熱值高的理想清潔能源，適合長(zhǎng)期儲(chǔ)存和移動(dòng)，通過大規(guī)模光伏制氫能提高光伏利用率并有效解決光伏發(fā)電間歇性問題。根據(jù)是否與電網(wǎng)相連將制氫系統(tǒng)分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型兩種。并網(wǎng)型制氫系統(tǒng)的缺點(diǎn)是依賴電網(wǎng)、相控整流裝置會(huì)對(duì)電網(wǎng)引入大量諧波，整體方案沒有獲得真正潔凈的“綠氫”；離網(wǎng)型結(jié)構(gòu)是完全脫離電網(wǎng)，主要由光伏陣列和儲(chǔ)能為電解槽供電，可有效避免系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的不利影響。大規(guī)模光伏制氫工程中，單一逆變器的容量難以滿足大規(guī)模制氫的需求，多個(gè)逆變器并聯(lián)共同組成的交流微電網(wǎng)系統(tǒng)，成為分布式發(fā)電大規(guī)模制氫應(yīng)用的趨勢(shì)。

2、在分布式制氫交流微電網(wǎng)中，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能逆變器組網(wǎng)，跟網(wǎng)型光伏逆變器并入微電網(wǎng)，多光伏逆變器并聯(lián)工作時(shí)，由于逆變橋輸出側(cè)通常接lcl濾波器，導(dǎo)致①系統(tǒng)中出現(xiàn)一個(gè)頻率較高的固定諧振，其頻率大小由逆變器自身參數(shù)決定；②另一個(gè)受逆變器的交互作用影響并且隨著逆變器數(shù)量增加向低頻移動(dòng)的諧振。因此，增強(qiáng)跟網(wǎng)逆變器低頻時(shí)的魯棒性能，和降低控制環(huán)路對(duì)參數(shù)變化的敏感度對(duì)多機(jī)并聯(lián)穩(wěn)定工作至關(guān)重要。然而現(xiàn)有跟網(wǎng)逆變器多采用功率外環(huán)+電流內(nèi)環(huán)控制，其魯棒性不能滿足要求。

3、由單跟網(wǎng)逆變器的諧振機(jī)理可知，系統(tǒng)出現(xiàn)諧振的主要原因是?lcl?濾波器作為三階欠阻尼系統(tǒng)存在固有諧振，因此通過適當(dāng)?shù)姆绞皆黾又C振處的系統(tǒng)阻尼即可抑制諧振。濾波電容并聯(lián)電阻的無(wú)源阻尼方法存在功率損耗大的缺點(diǎn)難以被實(shí)際使用。電容電流比例反饋的有源阻尼方法因其諧振阻尼效果明顯而廣泛應(yīng)用，然而存在依賴采樣精度及缺乏阻尼調(diào)節(jié)靈活性的問題難以在多機(jī)諧振條件下直接應(yīng)用。

4、因此，研究分布式制氫交流微電網(wǎng)中多機(jī)諧振優(yōu)化控制策略具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)的自適應(yīng)阻尼多機(jī)諧振抑制方法，以期通過滑模變結(jié)構(gòu)控制增強(qiáng)電流環(huán)的魯棒性能，以減弱多機(jī)諧振相互耦合的影響，并采用模糊控制自適應(yīng)調(diào)節(jié)有源阻尼，以提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，從而保證跟網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定運(yùn)行以及總諧波失真小于5%的要求。

2、本發(fā)明為達(dá)到上述發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一種大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)的自適應(yīng)阻尼多機(jī)諧振抑制方法的特點(diǎn)在于，包括以下步驟：

4、步驟1：利用式(1)建立第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的滑?？刂品€(wěn)定性的充分條件：

5、(1)

6、式(1)中，?是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的橋臂側(cè)電感電流的跟蹤誤差函數(shù)，并由式(2)得到，是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的橋臂側(cè)電感電流的跟蹤誤差函數(shù)的導(dǎo)數(shù)：

7、(2)

8、式(2)中，是微分算子；是滑?？刂频臉O點(diǎn)；表示微分的階數(shù)；表示第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器橋臂側(cè)的電感電流偏差，并由式(3)得到：

9、(3)

10、式(3)中，是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的橋臂側(cè)電感電流；?是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的輸出電流給定值；

11、步驟2：判斷式(1)是否成立，若成立，則表示第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器穩(wěn)定；否則，表示第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器不穩(wěn)定，并執(zhí)行步驟3；

12、步驟3：根據(jù)大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)的運(yùn)行工況，對(duì)第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的有源阻尼權(quán)重因子進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，用于對(duì)第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器進(jìn)行自適應(yīng)有源阻尼控制；

13、步驟4?：利用式(4)得到第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的控制信號(hào)：

14、(4)

15、式(4)中，是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的魯棒項(xiàng)系數(shù)，是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的指數(shù)趨近項(xiàng)系數(shù)，sat是飽和函數(shù)；是第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的電容電流；

16、步驟5：對(duì)進(jìn)行clarke反變換后，得到三相調(diào)制信號(hào)，并結(jié)合svpwm調(diào)制策略輸出開關(guān)器件的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以達(dá)到抑制第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的諧振。

17、本發(fā)明所述的一種大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)的自適應(yīng)阻尼多機(jī)諧振抑制方法的特點(diǎn)也在于，步驟3包括以下步驟：

18、步驟3.1：模糊化：

19、設(shè)定計(jì)劃長(zhǎng)期運(yùn)行的跟網(wǎng)逆變器數(shù)量為m，臨時(shí)投入/切除的跟網(wǎng)逆變器數(shù)量為n；

20、取m的論域?yàn)閇0?,?m]、n的論域?yàn)閇-n?,?n]，其中，m為計(jì)劃投入運(yùn)行的跟網(wǎng)逆變器數(shù)量的最大值，n為臨時(shí)需要投/切的跟網(wǎng)逆變器數(shù)量的最大值，且n取正值表示投入，n取負(fù)值表示切除；

21、取的論域?yàn)閇0?,?]；其中，為有源阻尼限幅值；

22、根據(jù)m、n、和的論域由小到大的順序，分別劃分m、n、和的k個(gè)模糊子集，相應(yīng)得到m的模糊集為，n的模糊集為，的模糊集為，其中，、和分別表示m、n、和的第k個(gè)模糊子集；

23、步驟3.2：模糊推理：

24、將大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)的運(yùn)行工況分為穩(wěn)定工況和不穩(wěn)定工況；

25、在穩(wěn)定工況下，當(dāng)m<(m/2)和n<0時(shí)，取有源阻尼權(quán)重因子，以提高第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速率；

26、在不穩(wěn)定工況下，當(dāng)m≥(m/2)和n≥0時(shí)，取有源阻尼權(quán)重因子，以減弱第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器的諧振峰值；

27、當(dāng)m屬于其模糊集中第r個(gè)模糊子集，且n屬于其模糊集中第j個(gè)模糊子集時(shí)，對(duì)應(yīng)的模糊輸出記為，從而構(gòu)建模糊推理關(guān)系，包括：

28、如果r≥(k/2)或j≥(k/2)，且r>j時(shí)，取的模糊集中第k-r+1個(gè)模糊子集；

29、如果r≥(k/2)或j≥(k/2)，且r<j時(shí)，取的模糊集中第k-j+1個(gè)模糊子集；

30、如果r<(k/2)且j<(k/2)，且r>j時(shí)，取的模糊集中第k-r+1個(gè)模糊子集；

31、如果r<(k/2)且j<(k/2)，且r<j時(shí)，取的模糊集中第k-j+1個(gè)模糊子集；

32、步驟3.3：對(duì)模糊輸出進(jìn)行去模糊化處理，得到第z臺(tái)lcl型三電平跟網(wǎng)逆變器準(zhǔn)確的有源阻尼權(quán)重因子。

33、本發(fā)明一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器以及處理器的特點(diǎn)在于，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)支持處理器執(zhí)行所述自適應(yīng)阻尼多機(jī)諧振抑制方法的程序，所述處理器被配置為用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序。

34、本發(fā)明一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的特點(diǎn)在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行所述自適應(yīng)阻尼多機(jī)諧振抑制方法的步驟。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

36、1、本發(fā)明使用基于提高系統(tǒng)魯棒性能的滑模變結(jié)構(gòu)控制，增強(qiáng)了跟網(wǎng)逆變器電流環(huán)的魯棒性能，同時(shí)降低了控制環(huán)路對(duì)參數(shù)變化的敏感度；從而有效抑制了交流信號(hào)中的噪聲成分，提高了工頻信號(hào)的保真度。

37、2、本發(fā)明通過將模糊控制應(yīng)用于有源阻尼控制環(huán)，達(dá)到了抑制諧振及自適應(yīng)調(diào)節(jié)的效果，相比于傳統(tǒng)的有源阻尼控制環(huán)，可降低對(duì)采樣精度的要求；從而保證了大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)能夠在運(yùn)行工況發(fā)生改變時(shí)保持穩(wěn)定的輸出，提高其響應(yīng)速度和動(dòng)態(tài)性能，減少了因參數(shù)不匹配或環(huán)境變化而導(dǎo)致的系統(tǒng)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，有助于降低能耗，提高了整體系統(tǒng)的能效水平。

38、3、本發(fā)明通過將smc和有源阻尼相結(jié)合的方式，可以簡(jiǎn)化傳統(tǒng)smc復(fù)雜的控制器表達(dá)式，降低了噪聲對(duì)控制器的干擾，限制了抖振的幅度；從而解決了大規(guī)模離網(wǎng)光儲(chǔ)氫系統(tǒng)中多跟網(wǎng)逆變器中存在的電流環(huán)多機(jī)諧振問題，增加了跟網(wǎng)逆變器在微網(wǎng)下的穩(wěn)定裕度，促進(jìn)lcl濾波三電平跟網(wǎng)逆變器廣泛、可靠的應(yīng)用，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。