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弱電網下基于超螺旋滑模的LCL并網逆變器控制研究

來源：電工電氣發布時間：2024-06-03 16:03 瀏覽次數：525

弱電網下基于超螺旋滑模的LCL并網逆變器控制研究

凌志勇^1，2, 周志飛¹，李圣清¹，文顏烯¹

(1 湖南工業大學電氣與信息工程學院，湖南株洲 412007；

2 國網湖南省電力有限公司株洲供電分公司，湖南株洲 412000)

摘要：針對 LCL 型濾波器的固有諧振、濾波器參數及弱電網下電網阻抗的波動會嚴重破壞并網系統穩定性的問題，提出了弱電網下基于超螺旋滑模的 LCL 并網逆變器控制策略。根據并網系統模型構建超螺旋滑模觀測器，對濾波電容電壓及逆變器側輸出電流進行估計，消除額外傳感器需要，降低成本。采用具有非奇異快速終端滑模面控制(NFTSMC)的超螺旋滑模控制器來快速地跟蹤參考給定電流及降低并網系統動穩態誤差，且提高并網系統對外界干擾和參數不確定性的全局魯棒性。仿真結果表明，當濾波參數攝動和電網阻抗變化時，系統表現出較強的魯棒性，且并網電流的 THD 值保持在 0.5% 左右。

關鍵詞： 超螺旋滑模控制；非奇異快速終端滑模面控制；超螺旋滑模觀測器；參數攝動；阻抗變化

中圖分類號：TM464 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2024)05-0001-10

Research on LCL Grid-Connected Inverter Control Based on

Super-Twisting Sliding Mode Under Weak Power Grid

LING Zhi-yong^1,2, ZHOU Zhi-fei¹, LI Sheng-qing¹, WEN Yan-xi¹

（1 College of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China;

2 State Grid Hunan Electric Power Co., Ltd. Zhuzhou Power Supply Company, Zhuzhou 412000, China）

Abstract: Aiming at the problem that the inherent resonance of LCL filter, filter parameters and impedance fluctuation in weak power network will seriously damage the stability of grid-connected system, a super spiral sliding mode based control strategy for LCL grid-connected inverter under weak power grid is proposed. Firstly, according to the grid-connected system model, the super-twisting sliding mode observer is constructed, and the filter capacitor voltage and the output current on the inverter side are estimated,eliminating the need for additional sensors and reducing costs. Secondly, a super-twisting sliding mode controller with non-singular fast terminal sliding mode control (NFTSMC) is used to quickly track the reference current and reduce the dynamic steady-state error of the grid-connected system, as well as to improve the global robustness of the grid-connected system against external disturbances and parameter uncertainties. Finally, the simulation results show that the system shows strong robustness when the filter parameters are perturbated and the grid impedance changes, and the THD value of the grid-connected current is maintained at about 0.5%.

Key words: super-twisting sliding mode control; non-singular fast terminal sliding mode control; super-twisting sliding mode observer;parameter perturbation; impedance variation

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