武汉大学路晓庆获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利一种基于干扰估计的VSG逆变电源滑模控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119627967B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411608687.7,技术领域涉及:H02J3/24;该发明授权一种基于干扰估计的VSG逆变电源滑模控制方法及系统是由路晓庆;张乾;张弛;魏跃虎;谢军设计研发完成,并于2024-11-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于干扰估计的VSG逆变电源滑模控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于干扰估计的VSG逆变电源滑模控制方法及系统,涉及基于VSG的逆变器控制技术领域,在基于VSG的外环控制层,建立带有相角调节器的有功‑频率控制环和带有幅值调节器的无功‑电压控制环,然后针对VSG控制下的逆变器并网系统建立小信号模型,通过特征值分析方法进行暂态稳定性分析;在基于SMC的内环控制层,考虑了复杂环境下VSG逆变电源输出电压的不确定性,建立滑模干扰观测器,并反馈干扰估计值,建立基于干扰估计的滑模控制器。本发明通过内外控制层的结合,可有效解决新型电力系统低惯性、弱阻尼特性的难题,同时提高VSG逆变器控制系统对不确定干扰的鲁棒性,为实际逆变电源控制提供了一定的理论依据与工程应用。
本发明授权一种基于干扰估计的VSG逆变电源滑模控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于干扰估计的VSG逆变电源滑模控制方法,其特征在于,包括: 步骤1、建立基于VSG的逆变器并网系统,所述逆变器并网系统包括基于VSG的外环控制层、基于SMC的内环控制层、功率计算、逆变电路和电网侧; 步骤2、在所述外环控制层建立带有相角调节器的有功-频率控制环和带有幅值调节器的无功-电压控制环; 步骤3、在所述外环控制层建立所述逆变器并网系统的小信号模型,并通过特征值分析方法进行暂态稳定性分析; 步骤4、在所述内环控制层建立逆变电源数学模型,并推导出逆变电源的状态空间方程; 步骤5、根据所述逆变电源的状态空间方程,针对所述内环控制层的未知复合扰动建立滑模干扰观测器; 步骤6、对所述滑模干扰观测器进行稳定性证明; 步骤7、根据所述逆变电源的状态空间方程和所述滑模干扰观测器,在所述内环控制层建立滑模控制器; 步骤8、对所述滑模控制器进行稳定性证明; 所述步骤4具体包括: 根据基尔霍夫定律,建立坐标系下的逆变电源数学模型,所述逆变电源数学模型为: 其中,; 式中,x1、x2为状态变量,uS为逆变器输出的电压α轴分量或β轴分量,d为扰动,为逆变器经滤波后的输出电压α轴分量或β轴分量;Rf为滤波电阻,Lf为滤波电感,Cf为滤波电容; 进而得出逆变电源的状态空间方程为: 其中,, ; 式中,d0表示由滤波电阻、滤波电感和滤波电容引起的未知参数摄动,为逆变器经滤波后的输出电流α轴分量或β轴分量; 所述步骤5具体包括: 定义状态估计误差为: 其中,和分别为x1和x2的观测值,e1和e2分别为x1和x2的观测误差; 选取滑模面为: 根据所述逆变电源的状态空间方程,针对所述内环控制层的未知复合扰动建立滑模干扰观测器,并得到干扰估计值;所述滑模干扰观测器为: 其中,; 式中,为扰动d的估计值,v为辅助量,k1为正常数,为符号函数;k2为正常数; 所述步骤7具体包括: 定义电压跟踪误差为: 选取线性滑模面为: 式中,ur为参考电压,c为参数,c>0; 结合所述干扰估计值建立所述滑模控制器,所述滑模控制器为: 其中,k3为参数,k3>0。
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