一種基于模糊控制的并網逆變器控制方法
【專利摘要】本發明公開一種基于模糊控制的并網逆變器控制方法，包括：將誤差信號和誤差變化率輸入輔助模糊控制器的輸入端；輔助模糊控制器根據所述誤差信號和所述誤差變化率調整主模糊控制器的比例因子；所述主模糊控制器將所述誤差信號和比例因子的改變量輸入PI控制器；通過所述PI控制器得到并網逆變器的輸出電壓指令值。本發明基于模糊控制的并網逆變器控制方法，可以明顯的提高并網逆變器系統并網電流的穩定性和抗擾動能力，提高并網逆變器系統的性能。
【專利說明】
一種基于模糊控制的并網逆變器控制方法
技術領域
[0001] 本發明涉及電力電子裝置控制技術領域，特別是涉及一種基于模糊控制的并網逆 變器控制方法。
【背景技術】
[0002] 逆變器按控制方式分類，可分為電壓源電壓控制、電壓源電流控制、電流源電壓控 制和電流源電流控制四種方法。電流源逆變器是指在其直流側串聯一大電感，以提供穩定 的直流電流輸入。但是，由于采用大電感的系統動態響應差，大部分的并網逆變器均采用電 壓源逆變器。從電壓、電流的控制方式來說，逆變器電壓控制相當于將逆變器等效為一個電 壓源，控制其輸出電壓的相位、頻率、幅值達到系統要求。電流控制逆變器是將逆變器等效 為一個電流源，對其輸出的電流進行幅值、頻率、相位的控制。
[0003] 目前，電壓控制方式主要應用于獨立運行的逆變器，以滿足負載端的需要。尤其是 很多負載對加在上面的電壓有較高的要求，因此在這種情況下多采用電壓作為控制量進行 閉環控制。而電流控制方式主要應用于并網逆變器，直接控制其輸出電流達到并網要求。直 接控制并網電流跟蹤給定電流的并網逆變器控制方式應用更加廣泛。其控制方法簡單易于 設計，只要變換不同控制器，就可以采用不同方式進行并網控制。具體方式只需要控制逆變 器的輸出電流以跟蹤市電電壓，同時設定輸出電流的大小，即可達到并網運行的目的。由于 其控制方法相對簡單，效果也比較好，因此使用廣泛。
[0004] 雙閉環控制采用單閉環反饋控制的并網逆變器系統往往動態性能較差，因此在單 環反饋的基礎上加入電流內環控制，提高系統的響應速度，構成雙環控制。這種方法多基于 小信號線性化狀態空間模型，采用數字控制技術和對整個系統進行閉環極點配置，兼顧系 統的動態和穩態性能進行系統的優化控制。如采用電容電流反饋或電壓反饋內環實現系統 穩定控制和消除振蕩，或電壓電流雙閉環控制。
[0005] 并網逆變器是將直流側電能以正弦波電流的方式饋入電網的裝置，它是逆變器應 用的一種形式。大規模并網發電的場合都需要逆變器并網運行，將系統內的電能回饋至電 網中。然而，為了避免質量不好的并網電流對電網造成污染，并網電流的波形質量有嚴格的 要求，電流為與電壓同頻反相的正弦波，且滿足國際電工委員會標準。國際上對并網逆變器 饋入電網的電流規定如下:波形為正弦，總諧波畸變率THD小于5%，各次諧波小于3%。
[0006] 根據不同的工作場合選擇相應的濾波器結構與合適的并網控制方法是決定并網 逆變器饋入電網的電流質量的關鍵。并網逆變器的性能直接關系到并入電網中電能的質 量，以及分布式發電系統的能源轉換效率。并網逆變器的作用是將分布式發電單元和儲能 電壓的直流形式的能量轉換為交流形式的能量，從而與外部電網進行連接和能量交換。此 時，逆變器的控制目標一般是輸出有功功率和輸出無功功率。
[0007] -般來說，利用電力電子器件構成的逆變器會產生大量的電流諧波，因此，要使用 無源器件組成的濾波器來濾掉這些諧波。并網逆變器采用的濾波器通常有兩種：電感(L)濾 波器和電感-電容-電感(LCL)濾波器。在電感值相同，成本相當的情況下，LCL濾波器具有更 好的濾波效果。然而，LCL濾波器作為一個三階系統，容易產生諧振，造成系統的不穩定。
[0008] 通常，抑制諧振有兩種方式:一種是無源阻尼法，另一種是有源阻尼法。所謂無源 阻尼法，一般是在逆變器電路中增加電阻以直接增加 LCL濾波器的阻尼，但是無論是串聯還 是并聯電阻，都會增加系統的額外損耗。所謂有源阻尼法，通常采取對逆變器電壓電流的控 制來實現抑制諧振的目的，常用的高階極點配置的雙環PI控制方法，加權電流平均值反饋 PI控制方法，以及并網電流、電容電壓和電感電流的三環PI控制方法等。
[0009] 但是，在以上方法中，盡管PI控制器能夠使并網逆變器系統具有較好的性能，當系 統受到外部擾動較大時，其動態性能還需要進一步提高以滿足并網對電流波形與總諧波畸 變率的要求。可以采用其他控制器與PI控制結合的方式提高系統魯棒性。但并網逆變器是 一個復雜的非線性系統，對其建立精確的數學模型往往非常困難。而在控制器的設計過程 中，常常需要根據系統的數學模型來進行設計。
[0010] 目前對于并網逆變器只能得到近似的模型而無法做到精確建模。如果在并網逆變 器的看過那只系統中引入模糊控制，則模糊控制的特點可以部分補償系統模型的不精確 性。與傳統控制方式相比，模塊控制把控制對象作為"黑箱"，它不依賴于系統的數學模型， 而是依賴于由操作經驗、表述只是轉換成的模糊規則，是智能控制的一種。
[0011]加入模塊控制的系統往往魯棒性高、動態性能好。將模糊控制與其他控制方法相 結合，是目前比較多用的并網逆變器控制方式，發展潛力較大。但是傳統模糊控制方式的控 制參數是固定的，不能隨著系統的工作情況進行在線調整。PI控制器的比例和積分系數是 恒定的，這導致在系統結構變化或者參數波動（如外部電網結構發生故障或者內側直流母 線電壓劇烈升高)等情況下，逆變器無法快速精確的跟蹤控制指令，不能及時調節輸入輸出 的有功和無功功率。降低了網逆變器的穩定性和抗干擾能力。
[0012] 并網逆變器的控制方式分為電壓控制和電流控制兩種。電壓控制相當于將逆變器 等效為一個電壓源，通過控制使其輸出電壓相位、頻率完全等同于電網電壓、幅值跟蹤電網 電壓的幅值，本質相當于將兩個電壓源并聯。但是由于市電電壓很可能在運行的過程中產 生畸變或較大諧波，會造成逆變器輸出無法準確跟蹤電網電壓，使得控制難度增加。另外， 這種通過控制逆變器輸出電壓來間接控制并網電流的控制方式也不能使并網電流達到較 好的質量。
[0013] 并網逆變器直接電流控制方式主要分為滯環控制和三角波控制。其中，滯環控制 采用滯環比較器，將參考電流和實際并網電流的偏差作為其輸入，滯環比較器產生PWM信 號，通過控制逆變電路開關功率器件的通斷來控制并網電流。如果設定滯環比較器環寬為 2h，九可以將并網電流控制在+h和-h的范圍之內，即并網電流呈鋸齒狀的跟蹤參考電流。對 于這種控制方法，h的設置對系統影響較大，環寬較寬時，開關動作的頻率降低，但誤差增 大，諧波很大，環寬較窄時，誤差減小，諧波降低，但開關動作頻率過高，開關損耗增大。針對 滯環比較器的上述缺點，一種解決方法是采用同步開關法，即定時控制的瞬時值比較方式。
[0014] 滯環比較器由于其開關頻率與精度之間的矛盾，及告辭諧波較多，電磁干擾較大， 在實際應用中作用有限。目前應用較廣泛的控制方式是三角控制方式。三角控制方式可以 采用不同的控制器完成對系統的控制，如PI控制，重復控制，無差拍控制等。電流誤差經控 制器調節后得出的波形與三角波進行比較，生成SPWM波，控制功率開關器件的通斷。三角波 控制方式功率開關頻率等于載波頻率，噪聲低，抑郁設計濾波器，可采取多種方式進行控 制，降低誤差。

【發明內容】

[0015] 本發明正是基于以上一個或多個問題，提供一種基于模糊控制的并網逆變器控制 方法，用以解決現有技術中并網逆變器系統抗干擾性能低下的問題。
[0016] 其中，所述基于模糊控制的并網逆變器控制方法，包括：
[0017] 將當前并網電流的輸出電流信號反饋至并網輸入端與期望輸出參考電流信號比 較，得到誤差信號；
[0018] 將所述誤差信號和誤差變化率輸入輔助模糊控制器的輸入端；
[0019] 輔助模糊控制器根據所述誤差信號和所述誤差變化率調整主模糊控制器的比例 因子；
[0020] 所述主模糊控制器將所述誤差信號和比例因子的改變量輸入PI控制器；
[0021] 通過所述PI控制器得到并網逆變器的輸出電壓指令值；
[0022] 根據并網逆變器系統的輸出電壓指令值產生用于控制并網逆變器開關管通斷的 控制信號，從而在并網逆變器的功率輸出端產生預期的輸出電壓。
[0023] 進一步的，所述誤差信號是所述當前并網電流的輸出電流信號與所述期望輸出參 考電流號的差值。
[0024] 進一步的，所述輔助模糊控制器根據所述誤差信號和所述誤差變化率調整主模糊 控制器的比例因子，包括：
[0025] 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相同時，增大 主模糊控制器的比例因子；
[0026] 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相反時，減小 主模糊控制器的比例因子；
[0027] 當并網逆變器系統穩定，且所述誤差信號小于第二預設值時，減小主模糊控制器 的比例因子；
[0028] 當并網逆變器系統穩定，所述誤差信號小于第二預設值，且所述誤差變化率大于 所述第一預設值時，增大主模糊控制器的比例因子；
[0029] 其中，所述第一預設值大于所述第二預設值。
[0030] 進一步的，所述輔助模糊控制器的控制規則如下表所示：
[0031]
[0032] 進一步的，所述主模糊控制器的控制規則如下表所示：
[0033]
[0034]
[0035] 本發明提供的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，通過輔助模糊控制器對主模 糊控制器比例因子的調節，實現并網逆變器比例因子自適應調節，可以明顯的提高并網逆 變器系統并網電流的穩定性和抗擾動能力，提高并網逆變器系統的性能。
【附圖說明】
[0036] 圖1是本發明實施例一的基于模糊控制的并網逆變器控制方法的流程圖；
[0037] 圖2是本發明實施例二中比例因子自調整的模糊控制器控制框圖；
[0038] 圖3是本發明實施例二中并網逆變器系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。需要說明的是，如果不沖突，本發 明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結合，均在本發明的保護范圍之內。
[0040] 實施例一
[0041] 本發明實施例一提供一種基于模糊控制的并網逆變器控制方法，如圖1所示，該方 法包括：
[0042] 101、將當前并網電流的輸出電流信號反饋至并網輸入端與期望輸出參考電流信 號比較，得到誤差信號；
[0043] 其中，所述誤差信號是所述當前并網電流的輸出電流信號與所述期望輸出參考電 流ig號的差值。
[0044] 102、將所述誤差信號和誤差變化率輸入輔助模糊控制器的輸入端；
[0045] 103、輔助模糊控制器根據所述誤差信號和所述誤差變化率調整主模糊控制器的 比例因子；
[0046] 該步驟中，輔助模糊控制器可根據如下控制規則調整主模糊控制器的比例因子：
[0047] 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相同時，增大 主模糊控制器的比例因子；
[0048] 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相反時，減小 主模糊控制器的比例因子；
[0049] 當并網逆變器系統穩定，且所述誤差信號小于第二預設值時，減小主模糊控制器 的比例因子；
[0050] 當并網逆變器系統穩定，所述誤差信號小于第二預設值，且所述誤差變化率大于 所述第一預設值時，增大主模糊控制器的比例因子；
[0051 ]其中，所述第一預設值大于所述第二預設值。
[0052] 104、所述主模糊控制器將所述誤差信號和比例因子的改變量輸入PI控制器；
[0053] 105、通過所述PI控制器得到并網逆變器的輸出電壓指令值；
[0054] 106、根據并網逆變器系統的輸出電壓指令值產生用于控制并網逆變器開關管通 斷的控制信號，從而在并網逆變器的功率輸出端產生預期的輸出電壓。
[0055]本發明提供的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，通過輔助模糊控制器對主模 糊控制器比例因子的調節，實現并網逆變器比例因子自適應調節，可以明顯的提高并網逆 變器系統并網電流的穩定性和抗擾動能力，提高并網逆變器系統的性能。
[0056] 實施例二
[0057]本發明實施例二提供的一種基于模糊控制的并網逆變器控制方法，通過建立比例 因子自調整的模糊控制器，使模糊控制器的比例因子K能夠根據系統誤差的狀態進行自適 應調節，可以增強系統的控制性能。
[0058]本實施例中，在并網逆變器電感電流單環控制的基礎上，將一個模糊控制器加入 PI控制器之前與其串聯。模糊控制器起到的作用是將控制系統的誤差提前向減小的方向進 行調節，使并網電流能夠更好的跟隨給定電流。這種控制方式綜合了模糊控制和PI控制的 優點，具有較高的精度和魯棒性。
[0059] 模糊控制器的工作過程是:對實際輸出與給定輸出之前的誤差和誤差變化率進行 模糊化，通過控制器內部的邏輯決策模塊，根據控制規則確定模糊關系，再應用模糊推理算 法，得到控制器的模糊控制量U，最后解模糊，計算出精確控制量u，達到控制的目的。
[0060] 應用于并網逆變器控制系統的模糊控制器設計按下列步驟進行：
[0061] (1)模糊控制器結構設計
[0062] 根據輸入變量的不同，模糊控制器可以分為一維、二維、三維等。其中，一維模糊控 制器輸入沒有誤差變化率這一項，因此動態性能不佳。三維模糊控制器控制更為精確，但計 算過于復雜，實際意義不大。目前多采用二維模糊控制器。本發明實施例也采用二維模糊控 制器的結構來進行設計。
[0063] 其中，Ke、Kc為量化因子，K為比例因子。根據并網逆變器系統的運行情況選取誤差 e的基本論域為[mine，maxe]，誤差變化率de的基本論域為[min Δ e，max Δ e]，輸出控制量u 的基本論域為[minu，maxu]。分別設定描述它們的模糊集為{-n，-n+l，…，0,…，n-l，n}，則 它們的模糊論域為[_n，n]，則量化因子與比例因子分別為：
[0064]
[0065]
[0066] K = u；
[0067] 本實施例中n = 6。
[0068] (2)模糊控制規則設計
[0069] 模糊控制規則是模糊控制器中最重要的一部分。
[0070] 首先，需要選定描述輸入輸出變量的詞集。一般來說，詞集中詞匯的數目越多，控 制越精確，但計算復雜；如果數目過少則會造成控制效果粗糙。7個詞匯的情況是應用最廣 泛的，也是效果最好的。本文對模糊控制器的三個變量e，de和u都采用這種表述形式。選定7 個級別，即：{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}。
[0071] 英文字頭縮寫為：{NB，匪，NS，ZE，PS，PM，PB}，分別代表并網逆變器系統中并網電 流誤差、誤差變化率與控制器控制量的取值。例如，當e取負大，說明i grld與irrf之間的差值 為負且絕對值大，接近于emin的值，此時控制量u應向著使1_增大、e向著趨近為0的趨勢去 調節。
[0072] 在選定了模糊變量的詞集之后，就要對模糊子集進行定義，即定義隸屬度函數的 形狀。隸屬度函數的形狀有多種，如正態函數，三角形等。隸屬度函數能夠對模糊變量確定 其詞集，其設定對模糊控制器的性能有重要的影響。
[0073] 在此基礎上，就可以對模糊控制規則進行設定。基于并網系統的特性與經驗，采用 手動設計的方式。本發明的手動控制策略的條件語句描述入下：如果A且B，那么C，即if A and B，then C。其中，A與B分別表示誤差與誤差變化率，而C表示控制量。
[0074] 經過步驟(2)，可以得到模糊控制規則表。表中控制量的控制原則為：當誤差或誤 差的變化率較大時，選擇控制量向著使誤差減小的方向調節，而且調節速度應該處于較快 的級別；當誤差或誤差變化率較小時，控制量應適當減小，以保證系統穩定性為前提。
[0075] (3)解模糊化方法設計
[0076]解模糊即把模糊控制量轉化成為精確的控制輸出量輸入到系統當中，完成對系統 的控制。常用的解模糊方法主要有以下三種:最大隸屬度法，中位數法，加權平均法。本文采 用加權平均法來進行解模糊 [0077] (4)量化因子與比例因子的選擇
[0078]設計模糊控制器除了要有好的模糊控制規則外，合理的選擇模糊控制輸入輸出變 量的尺度變換因子也是非常重要的，因為它們對模糊控制器控制性能的影響極大。
[0079] 其中，模糊控制器量化因子Ke，Kc和比例因子Ku對控制系統動靜態性能有很大的 影響。對于本發明研究的并網逆變器來說，Ke相當于確定系統的基本論域，當取值增大時， 相當于在誤差不變的情況下增大輸入模糊控制器的數值，使系統動態反應速率加快，但易 出現超調，反而會使并網電流諧波加大、波形不穩定甚至出現振蕩。而Ke取值過小時，模糊 控制器的作用不明顯，當有干擾存在時無法實現有效控制。當Kc增大時，相當于增大了抑制 系統變化的能力，增強系統的穩定性，但可能會減慢系統上升速度，加長過渡時間。當Kc取 值過小時，系統可能產生較大的超調甚至振蕩。比例因子K控制模糊控制器的輸出量，對系 統控制作用影響較大。當K較大時，模糊控制器的調節作用比較明顯，系統動態響應好，上升 速率快，但是容易產生超調或振蕩。當K較小時，系統較為穩定，但是在干擾出現時，模糊控 制器控制作用不明顯，動態響應較慢。
[0080] 在設計過程中，Ke，Kc與K的大小需要結合仿真分析綜合設定。本實施例的參數設 定為：
[0081] Ke = 2.4，Kc = 2.4，K = 0.1〇
[0082] 對并網電流誤差、誤差變化率與控制器控制量的論域均為[-6，6 ]。通過在MATLAB 中的仿真得出，在電網電壓理想的情況下，加入模糊控制的并網電流igrid波形較好，THD相 比未加入模糊控制的系統降低，說明模糊控制能夠使逆變器的性能優化。
[0083] 但是，普通模糊控制器也存在缺點。例如:在控制過程中，不能根據系統的變化在 線調整參數，實現動態、靈活的控制過程。而在實際運行用，電網電壓無法保證始終處于理 想的狀態，甚至可能會發生較大擾動。當外部擾動較大的時候，采用普通模糊控制的并網逆 變器并不能有效的提高電流質量。此時，如果適當增加比例因子的值，加大模糊控制器的作 用，則并網電流的質量能夠得到提高。因此，如果在并網逆變器的工作過程中，模糊控制器 的參數能夠根據外部擾動進行在線調節，理論上可以得到更好的逆變器控制性能。
[0084] 下面以一個使用LC濾波器的單相并網逆變器為例說明本實施例的基于模糊控制 的并網逆變器控制方法的具體實施過程。
[0085] 并網逆變器系統采用電流雙閉環控制方法。將比例因子自調整模糊控制器加入并 網電流外環，電感電流內環仍采用PI控制。其中，比例因子自調整模糊控制器包括主模糊器 和輔助模糊器。
[0086] 圖2所示為本實施例比例因子自調整的模糊控制器控制框圖，其中，Ke、K。為量化因 子，K為比例因子。
[0087] 本實施例的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，包括：
[0088] 1)向并網輸入端輸入當前并網電流的輸出電流信號igrid與期望輸出參考電流信 號iref的誤差、誤差變化率e與de;
[0089] 2)對輸出電流信號"^與期望輸出參考電流信號iref誤差、誤差變化率e與de進行 模糊化；
[0090] 其中，本實施例中根據并網逆變器系統的運行情況選取誤差信e的基本論域為 [mine，maxe]，誤差信號變化率de的基本論域為[min Δ e，max Δ e]，輸出控制量u的基本論域 為[minu，maxu ]。分別設定描述它們的模糊集為{-η，-n+1，…，0，…，η-1，η}，則它們的模糊 論域為[-η，η ]，則量化因子與比例因子分別為：
[0091]
[0092]
[0093]
[0094] 本實施例中η取6。
[0095] 3)根據控制規則確定模糊關系，再應用模糊推理算法，得到控制器的模糊控制量 U，最后解模糊，計算出精確控制量u。
[0096] 其中，e、de、u 的論域取[_6,6]。
[0097]主模糊控制器的參數為：
[0098] Ke = 3，Kc = 3，K = 0.1
[0099] 輔助模糊控制器的參數為：
[0100] Ke = 2.4，Kc = 2.4，K=l
[0101] 常用的解模糊方法主要有:最大隸屬度法，中位數法，加權平均法。本文采用加權 平均法來進行解模糊。
[0102] 其中，模糊控制器量化因子Ke，Kc和比例因子K對控制系統動靜態性能有很大的影 響。對于發明的并網逆變器來說，相當于確定系統的基本論域，當取值增大時，相當于在 誤差不變的情況下增大輸入模糊控制器的數值，使系統動態反應速率加快，但易出現超調， 反而會使并網電流諧波加大、波形不穩定甚至出現振蕩。而K e取值過小時，模糊控制器的作 用不明顯，當有干擾存在時無法實現有效控制。當K。增大時，相當于增大了抑制系統變化的 能力，增強系統的穩定性，但可能會減慢系統上升速度，加長過渡時間。當K。取值過小時，系 統可能產生較大的超調甚至振蕩。比例因子K控制模糊控制器的輸出量，對系統控制作用影 響較大。當K較大時，模糊控制器的調節作用比較明顯，系統動態響應好，上升速率快，但是 容易產生超調或振蕩。當K較小時，系統較為穩定，但是在干擾出現時，模糊控制器控制作用 不明顯，動態響應較慢。
[0103] 在具體實施過程中，KuK。和K的大小需要結合仿真分析綜合設定。本實施例的參數 設定為：
[0104] Ke = 2.4，Kc = 2.4，K=l
[0105] 對并網電流誤差、誤差變化率與控制器控制量的論域均為[-6，6]。通過在MATLAB 中的仿真得出，在電網電壓理想的情況下，加入模糊控制的并網電流igrid波形較好，THD相 比未加入模糊控制的系統降低，說明模糊控制能夠使逆變器的性能優化。
[0106] 其中，主模糊控制器控制規則的控制規則為：
[0107]當誤差信號或誤差信號的變化率大于預設值時，選擇控制量向著使誤差減小的方 向調節，而且調節速度應該處于較快的級別；
[0108]當誤差信號或誤差信號變化率小于預設值時，控制量應適當減小，以保證系統穩 定性為前提。
[0109] 具體主模糊控制器的控制規則如下表所示：
[0110]
[0111] 本實施例中輔助模糊控制器的控制規則為：當所述誤差信號與所述誤差變化率變 化大于第一預設值且變化方向相同時，增大主模糊控制器的比例因子；
[0112] 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相反時，減小 主模糊控制器的比例因子；
[0113] 當并網逆變器系統穩定，且所述誤差信號小于第二預設值時，減小主模糊控制器 的比例因子；
[0114] 當并網逆變器系統穩定，所述誤差信號小于第二預設值，且所述誤差變化率大于 所述第一預設值時，增大主模糊控制器的比例因子；
[0115]其中，所述第一預設值大于所述第二預設值。
[0116] 輔助模糊控制器具體的控制規則如下表所示：
[0117]
[0118] 為了驗證本實施例中比例因子自調整模糊控制對并網逆變器系統性能的提高，在 MATLAB中對系統進行仿真。仿真參數如下:L = 3mH，C = 20yF，r = 0.5 Ω，交流側電壓有效值 220V，頻率50Hz，直流側電壓DC V = 350V，開關頻率10kHz，系統容量5kW。
[0119] 經過仿真對本實施例控制方法下的并網電流諧波進行分析得出如下結論：
[0120] 采用比例因子自調整控制方法的系統在電網電壓穩定的情況下，并網電流的相位 與頻率能夠精確的達到并網要求，且總諧波畸變率最小。另外，在電網電壓處于理想狀態 時，比例因子自調整模糊控制器作用不大，并不影響系統的穩定運行。
[0121] 為了驗證系統在電網電壓畸變較大時的性能，在仿真過程中向電網電壓加入3次、 5次諧波。則采用比例因子自調整控制方法的逆變器并網電流波形在電網電壓產生畸變的 條件下進行諧波分析和比較可以得出：
[0122] 在電網電壓畸變較大時，采用比例因子自調整模糊控制能夠明顯的提高并網電流 質量，電流總諧波畸變率從8.59%下降到4.99%，3次、5次諧波含量下降明顯，基本符合并 網要求。
[0123] 仿真結果說明，比例因子自調整模糊控制方法使逆變器根據外部條件和自身工作 狀態改變控制參數，使其具有自適應性，從而提高了系統的魯棒性和動態性能。比例因子自 調整模糊控制方法可以明顯的提高并網逆變器系統并網電流的穩定性和抗擾動能力，從理 論上驗證了這種自適應模糊控制對并網逆變器系統控制性能的提高。
[0124] 以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本 發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的 技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種基于模糊控制的并網逆變器控制方法，其特征在于:包括： 將當前并網電流的輸出電流信號反饋至并網輸入端與期望輸出參考電流信號比較，得 到誤差信號； 將所述誤差信號和誤差變化率輸入輔助模糊控制器的輸入端； 輔助模糊控制器根據所述誤差信號和所述誤差變化率調整主模糊控制器的比例因子； 所述主模糊控制器將所述誤差信號和比例因子的改變量輸入PI控制器； 通過所述PI控制器得到并網逆變器的輸出電壓指令值； 根據并網逆變器系統的輸出電壓指令值產生用于控制并網逆變器開關管通斷的控制 信號，從而在并網逆變器的功率輸出端產生預期的輸出電壓。2. 如權利要求1所述的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述誤差信 號是所述當前并網電流的輸出電流信號與所述期望輸出參考電流信號的差值。3. 如權利要求1所述的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述輔助模 糊控制器根據所述誤差信號和所述誤差變化率調整主模糊控制器的比例因子，包括： 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相同時，增大主模 糊控制器的比例因子； 當所述誤差信號與所述誤差變化率變化大于第一預設值且變化方向相反時，減小主模 糊控制器的比例因子； 當并網逆變器系統穩定，且所述誤差信號小于第二預設值時，減小主模糊控制器的比 例因子； 當并網逆變器系統穩定，所述誤差信號小于第二預設值，且所述誤差變化率大于所述 第一預設值時，增大主模糊控制器的比例因子； 其中，所述第一預設值大于所述第二預設值。4. 如權利要求1所述的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述輔助模 糊控制器的控制規則如下表所示：5. 如權利要求1所述的基于模糊控制的并網逆變器控制方法，其特征在于，所述主模糊 控制器的控制規則如下表所示：
【文檔編號】H02J3/38GK105990853SQ201510942821
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年12月16日
【發明人】張元敏, 郭利輝
【申請人】許昌學院