一種并網逆變器功率跟蹤控制策略研究

TD用來安排過渡過程，快速無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，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合受到一定限制。
ESO是ADRC的核心部分，可以將來自系統內部或外部的各種因素都歸結為對系統的擾動。通過ESO估計出系統各個狀態變量，同時估計出系統的內外擾動并給予相應補償，從而實現系統的動態反饋線性化。TD輸出與ESO估計值取誤差得到系統狀態變量誤差。誤差量送入NLSEF運算后與來自ESO的補償量求和，最終得到被控對象的控制量。
由于ADRC是根據系統的時間尺度來劃分對象的，所以在控制器設計時不用考慮系統的線性或非線性、時變或時不變，從而簡化了控制器設計。
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)中非線性函數fun用來安排過渡過程，其中r為速度因子，r越大，跟蹤速度越快，h為步長。
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意的效果后結合NLSEF對ADRC進行整體參數整定。將自抗擾控制技術引入基于電流跟蹤的SVPWM光伏逆變器中，采用ADRC進行電流跟蹤控制，用ESO對包括負載在內的未知擾動進行觀測。通過ESO對負載變化及時、準確地估計和補償，能有效抑制各種擾動帶來的影響。

4 基于ADRC的并網逆變器控制系統
并網逆變器的控制目標是實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模式或無功補償模式。常見的電流控制方法有PID控制，但其對正弦參考量難以消除穩態誤差。為了解決該問題，采用ADRC實現了正弦電流控制的零穩態誤差，并在快速性與穩定性上優于常規PID控制器性能。
基于ADRC的光伏逆變器電流跟蹤控制結構如圖4所示。由于開關頻率(10 kHz)遠高于電網頻率，因此為了便于分析，忽略開關動作對系統的影響，將SVPWM逆變單元近似為一慣性環節。濾波環節中，R為電感L的串聯等效電阻，ug為電網電壓，i*為與電網電壓同頻同相的并網電流參考信號。反饋信號從逆變器的輸出接入，經ADRC進行參數調整，得到與參考指令相比較的信號，進而送入逆變器進行控制。

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