線性自抗擾控制器在LCL型并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-02-22 13:28
隨著能源短缺和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重,以太陽能為主的可再生能源發(fā)電技術(shù)不斷成熟,為解決能源和環(huán)境問題提供了一個新的方法。并網(wǎng)逆變器作為分布式電源和公用電網(wǎng)的接口,受到了越來越多的關(guān)注。單電感L濾波器存在硬件成本高、體積和重量過大以及電流動態(tài)響應(yīng)速度慢等問題,為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度并降低成本,本文采用LCL濾波器替代傳統(tǒng)單電感L濾波器。但LCL濾波器存在固有的諧振和耦合等問題,需要設(shè)計額外的諧振抑制和解耦算法來改善系統(tǒng)性能,增加了控制器的設(shè)計難度。由于線性自抗擾控制不僅能使系統(tǒng)穩(wěn)定運行,還可以同時實現(xiàn)LCL濾波器諧振抑制和電流環(huán)(9分量解耦,實現(xiàn)算法簡單且無需額外的硬件花費,在提高了系統(tǒng)性能的同時簡化了控制器設(shè)計,具有重要的研究價值。本文采用線性自抗擾控制器實現(xiàn)對LCL型并網(wǎng)逆變器的控制。根據(jù)LCL型并網(wǎng)逆變器在兩相旋轉(zhuǎn)(9坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,本文設(shè)計了四階線性自抗擾控制器,并給出了相應(yīng)的等效傳遞函數(shù)。傳統(tǒng)的帶寬參數(shù)整定方法降低了控制器參數(shù)選擇的自由度,限制了高階系統(tǒng)的控制效果。因此,本文在傳統(tǒng)參數(shù)參數(shù)整定方法的基礎(chǔ)上,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下選擇一組最優(yōu)參數(shù),將這種方法整定出來的控制器參數(shù)代...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
LCL濾波器傳遞函數(shù)伯德圖
圖 3-3 電容支路串聯(lián)不同大小電阻時的伯德圖通過上圖可以清晰的看出,在電容支路串聯(lián)電阻是可以有效的解決 LCL 濾波器問題的,并且阻尼越大抑制效果越明顯。然而,隨著串聯(lián)電阻相對濾波電容的比值,幅頻特性曲線斜率降低,高頻濾波效果逐漸變差。此外,由于加入電阻必然會消率,降低逆變器的轉(zhuǎn)換效率,與當(dāng)前節(jié)能減排的大背景相違背,同時電阻消耗功率,在大功率發(fā)電情況下會帶來散熱甚至是安全問題。2. 虛擬電阻有源阻尼法針對無源阻尼的上述問題,有些學(xué)者提出了一種在不增加系統(tǒng)損耗的前提下能有加系統(tǒng)阻尼、抑制系統(tǒng)諧振的基于虛擬電阻的有源阻尼控制算法。這里有有源阻尼不需要增加實際電阻,而是通過系統(tǒng)的控制算法實現(xiàn) LCL 濾波器阻尼作用的方法于沒有額外增加阻尼電阻,因此沒有能量損耗,有利于逆變效率的提升。為了與無尼分析相對應(yīng),這里我們只介紹常用的電容電流反饋的方法。
華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,為了簡化分析,這里暫時忽略: 3 21gdid i g f f g f g ii sG su s L L C s K L C s L L s (3-3根據(jù)式(3-3),選取不同的濾波電容電流反饋系數(shù)fK ,畫出 LCL 濾波器在不同系數(shù)下的伯德圖,如圖 3-5 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于線性自抗擾的消防水炮控制系統(tǒng)[J]. 胡海兵,崔世林,張波,張愛文. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(05)
[2]線性自抗擾技術(shù)在LCL逆變器并網(wǎng)電流控制及有源阻尼中的應(yīng)用[J]. 楊林,曾江,黃仲龍. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(04)
[3]基于重復(fù)多諧振的LCL并網(wǎng)逆變器復(fù)合控制策略[J]. 崔利寧,蘇宏升. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]LCL型并網(wǎng)逆變器的線性自抗擾控制[J]. 凌毓暢,曾江. 電氣傳動. 2018(09)
[5]基于復(fù)合電流調(diào)節(jié)的單相LCL并網(wǎng)逆變器控制方法[J]. 辛征,孫樹敏,何晉偉,莊華偉. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(10)
[6]考慮弱電網(wǎng)下逆變器穩(wěn)定性的LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 郭超,楊洪耕. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(03)
[7]基于LCL型逆變器的數(shù)字陷波器有源阻尼方法研究[J]. 卞文倩,李飛,趙晉斌. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(21)
[8]考慮電感寄生參數(shù)的有源前端LCL濾波器的設(shè)計[J]. 黃羽西,姚文熙,呂征宇,吉宇. 機電工程. 2017(07)
[9]基于降階廣義積分器的LCL型有源電力濾波器電流控制方法研究[J]. 楊家強,楊磊,曾爭,宿紫鵬. 中國電機工程學(xué)報. 2017(07)
[10]Luenberger觀測器與LADRC在穩(wěn)瞄系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王永宏,范大鵬,薛生輝,王玉華,張紅梅. 火力與指揮控制. 2017(02)
博士論文
[1]LCL型并網(wǎng)逆變器的解耦控制與優(yōu)化設(shè)計[D]. 薛明雨.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]PWM整流在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 孫磊.西安科技大學(xué) 2018
[2]自抗擾控制在飛行器姿態(tài)控制中的應(yīng)用研究[D]. 王光輝.中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院 2018
[3]基于自抗擾控制技術(shù)的高性能永磁交流伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 高孝君.華南理工大學(xué) 2018
[4]基于LADRC的PMSM伺服系統(tǒng)研究[D]. 韓丁.西南石油大學(xué) 2017
[5]應(yīng)用于電梯節(jié)能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鐘松錦.華南理工大學(xué) 2017
[6]單相三電平LCL電力牽引網(wǎng)側(cè)變流器參數(shù)設(shè)計與控制方法[D]. 焦石磊.西南交通大學(xué) 2017
[7]永磁交流伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能分析與控制設(shè)計[D]. 葉健豪.華南理工大學(xué) 2017
[8]并網(wǎng)逆變器并聯(lián)控制方法研究[D]. 劉守松.華南理工大學(xué) 2017
[9]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器在PWM整流系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 蘇威霖.華南理工大學(xué) 2017
[10]基于原子稀疏分解的電能質(zhì)量擾動檢測與壓縮性能研究[D]. 龔嫄.重慶大學(xué) 2016
本文編號:3046063
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
LCL濾波器傳遞函數(shù)伯德圖
圖 3-3 電容支路串聯(lián)不同大小電阻時的伯德圖通過上圖可以清晰的看出,在電容支路串聯(lián)電阻是可以有效的解決 LCL 濾波器問題的,并且阻尼越大抑制效果越明顯。然而,隨著串聯(lián)電阻相對濾波電容的比值,幅頻特性曲線斜率降低,高頻濾波效果逐漸變差。此外,由于加入電阻必然會消率,降低逆變器的轉(zhuǎn)換效率,與當(dāng)前節(jié)能減排的大背景相違背,同時電阻消耗功率,在大功率發(fā)電情況下會帶來散熱甚至是安全問題。2. 虛擬電阻有源阻尼法針對無源阻尼的上述問題,有些學(xué)者提出了一種在不增加系統(tǒng)損耗的前提下能有加系統(tǒng)阻尼、抑制系統(tǒng)諧振的基于虛擬電阻的有源阻尼控制算法。這里有有源阻尼不需要增加實際電阻,而是通過系統(tǒng)的控制算法實現(xiàn) LCL 濾波器阻尼作用的方法于沒有額外增加阻尼電阻,因此沒有能量損耗,有利于逆變效率的提升。為了與無尼分析相對應(yīng),這里我們只介紹常用的電容電流反饋的方法。
華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,為了簡化分析,這里暫時忽略: 3 21gdid i g f f g f g ii sG su s L L C s K L C s L L s (3-3根據(jù)式(3-3),選取不同的濾波電容電流反饋系數(shù)fK ,畫出 LCL 濾波器在不同系數(shù)下的伯德圖,如圖 3-5 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于線性自抗擾的消防水炮控制系統(tǒng)[J]. 胡海兵,崔世林,張波,張愛文. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2019(05)
[2]線性自抗擾技術(shù)在LCL逆變器并網(wǎng)電流控制及有源阻尼中的應(yīng)用[J]. 楊林,曾江,黃仲龍. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(04)
[3]基于重復(fù)多諧振的LCL并網(wǎng)逆變器復(fù)合控制策略[J]. 崔利寧,蘇宏升. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]LCL型并網(wǎng)逆變器的線性自抗擾控制[J]. 凌毓暢,曾江. 電氣傳動. 2018(09)
[5]基于復(fù)合電流調(diào)節(jié)的單相LCL并網(wǎng)逆變器控制方法[J]. 辛征,孫樹敏,何晉偉,莊華偉. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(10)
[6]考慮弱電網(wǎng)下逆變器穩(wěn)定性的LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 郭超,楊洪耕. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(03)
[7]基于LCL型逆變器的數(shù)字陷波器有源阻尼方法研究[J]. 卞文倩,李飛,趙晉斌. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(21)
[8]考慮電感寄生參數(shù)的有源前端LCL濾波器的設(shè)計[J]. 黃羽西,姚文熙,呂征宇,吉宇. 機電工程. 2017(07)
[9]基于降階廣義積分器的LCL型有源電力濾波器電流控制方法研究[J]. 楊家強,楊磊,曾爭,宿紫鵬. 中國電機工程學(xué)報. 2017(07)
[10]Luenberger觀測器與LADRC在穩(wěn)瞄系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王永宏,范大鵬,薛生輝,王玉華,張紅梅. 火力與指揮控制. 2017(02)
博士論文
[1]LCL型并網(wǎng)逆變器的解耦控制與優(yōu)化設(shè)計[D]. 薛明雨.華中科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]PWM整流在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 孫磊.西安科技大學(xué) 2018
[2]自抗擾控制在飛行器姿態(tài)控制中的應(yīng)用研究[D]. 王光輝.中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院 2018
[3]基于自抗擾控制技術(shù)的高性能永磁交流伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 高孝君.華南理工大學(xué) 2018
[4]基于LADRC的PMSM伺服系統(tǒng)研究[D]. 韓丁.西南石油大學(xué) 2017
[5]應(yīng)用于電梯節(jié)能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鐘松錦.華南理工大學(xué) 2017
[6]單相三電平LCL電力牽引網(wǎng)側(cè)變流器參數(shù)設(shè)計與控制方法[D]. 焦石磊.西南交通大學(xué) 2017
[7]永磁交流伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能分析與控制設(shè)計[D]. 葉健豪.華南理工大學(xué) 2017
[8]并網(wǎng)逆變器并聯(lián)控制方法研究[D]. 劉守松.華南理工大學(xué) 2017
[9]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器在PWM整流系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 蘇威霖.華南理工大學(xué) 2017
[10]基于原子稀疏分解的電能質(zhì)量擾動檢測與壓縮性能研究[D]. 龔嫄.重慶大學(xué) 2016
本文編號:3046063
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