论文基于LCL型并网逆变器的二自由度控制技术是关于对不知道怎么写自由度论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文自由度论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
摘 要： 并网逆变器的交流侧大多都采用LCL型滤波器对系统进行滤波,相比于L型滤波器它可以达到更好的滤波效果,然而,由于LCL型滤波器容易产生高频谐振,系统的稳定性会因此而受到影响.为了解决这个问题,提出了多种解决方案,其中无源阻尼和有源阻尼是使用比较广泛的两种控制方法.该文将一种二自由度PID控制策略应用于光伏并网逆变控制系统之中,通过Matlab仿真分析了系统的性能,实验结果表明,该方法增强了系统的鲁棒性和跟随性,对系统的谐波有较好的抑制效果.
关键词： 并网逆变器； 二自由度控制； 有源阻尼； LCL滤波器
中图分类号： TN65?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）06?0171?04
Abstract： The LCL?type filter is used at the AC side of the photovoltaic grid?connected inverter to perform system filtering, and has more excellent filtering effect than that of the L?type filter. Since the system stability can be effected by the high frequency resonance produced by the LCL?type filter, various solutions are proposed by scholars at home and abroad to solve the problem, in which the reactive damping control method and active damping control method are the two widely?used ones. A two?degree?of?freedom PID control strategy is applied to the photovoltaic grid?connected inverter control system. The system performance is analyzed with Matlab simulation. The experimental results indicate that the method has improved the robustness and following performance of the system, and has a better suppression effect for the system harmonic.
Keywords： grid?connected inverter； two?degree?of?freedom control； active damping； LCL filter
0 引 言
随着人们对电力需求的日益增长,大电网成为过去几十年里电力供应的主要渠道.然而,大电网存在着一些弊端：成本高,运行难度大,难以满足用户与日俱增的安全性和可靠性的要求[1].因此,分布式发电成为了电力系统今后的发展趋势之一.
在分布式发电系统中,逆变器充当系统中的各种微源与电网的并网接口,它对电能的质量有着非常大的影响.因此,人们对三相逆变器的性能的要求也越来越高.需要其具有高可靠性,能够抗负载冲击以及较强的过载能力,在过载、短路时能够提供实时保护、限流的能力.稳态输出电压精度高,系统响应速度快并且稳定,面对负载扰动或者输入电压的扰动能够快速响应.所以逆变器的控制技术是并网系统中一个非常关键的环节.在传统的逆变器控制中,由于PID控制器具有结构简单、鲁棒性强、易于工程实现等特点,大多采用PID控制方式[2?3].
然而由于微网惯性小,受干扰影响大,因此对逆变器的动态响应要求高.传统的PID控制器只能设计一组参数,它不能使系统的跟随性以及抗扰性同时达到最优,在其参数整定时,一般需要在系统的跟随性和抗扰抑性之间选取一个折中的值[4],这样做虽然可以达到多数控制系统对精度的要求,但是,对于微电网而言就难以满足人们日益增高的要求.
为了解决传统PID控制器的这些不足,二自由度PID控制的思想应运而生.二自由度PID控制的两个自由度就是指抗扰特性的PID参数和目标值跟随性的PID参数[5].二自由度PID控制器使它们可以同时独立地调节目标值跟随性、抗干扰性,使两者的特性同时达到最优.文献[6?7]研究了二自由度控制在LCL型并网逆變器中的控制策略,它能有效地抑制电网的谐波,但是其参数的设计较为复杂.本文选用的二自由度控制器为设定值滤波型,其具有结构简单且易于实现等优点.
本文根据二自由度控制系统的结构与特点,通过数学方法推导出系统中各参数的值或者取值范围,同时将二自由度控制应用于微电网中的逆变器控制中,以改善其抗干扰性能,并在Matlab中进行了仿真实验,结果显示,二自由度控制使微电网中逆变器的动态响应得到了很好的改善.
1 LCL型并网逆变器的数学模型
早期光伏并网系统中的并网滤波器大多都使用单L型滤波器[8?10],其具有结构、控制简单的优点,并且只需采用电流单环反馈就可以取得非常好的效果.然而随着系统容量的增大,对滤波器的滤波效果也有了更高的要求,如果仍然使用单L型滤波器则需要更大的电感,这极大地增加了整个系统的体积和成本.
为了解决这个问题,用LCL型滤波器代替单电感L型滤波器的思想被提出.相比于L型滤波器,在相同的滤波效果之下LCL型滤波器可以选取较小的电感,这样可以显著减小系统的成本以及体积.
图1显示了三相光伏并网发电系统的主电路拓扑图.其中L1为三相逆变器输出滤波电感值,r1表示电感L1上的寄生电阻,L2为电网侧电感值,r2表示电感L2上的寄生电阻,C为输出LCL滤波器的电容值.
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参考文献：
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