基于MPC的三相离网逆变器控制方法的研究

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当今太阳能成为世界各国大力发展的一种新能源,太阳能最重要的应用领域和研究热点是光伏发电。光伏逆变器是光伏发电中极为重要的一环,对系统的性能和成本有很大影响。因此,研究逆变器的控制方法对光伏发电系统的稳定运行具有重要意义。本文采用模型预测与PI相结合的控制算法,对三相离网逆变器的控制策略进行了研究。论文的主要工作如下:1、介绍了三相离网逆变器常用的控制方法。包括PIID控制、重复控制、无差拍控制、模糊控制、滑模变结构控制等,重点对模型预测控制(model predictive control, MPC)算法进行了研究,介绍了模型预测控制的发展历程、基本原理和基本特征,分析了模型预测控制的优点和存在的问题以及研究现状。2、对三相离网逆变器的拓扑结构和控制方法进行了研究,得到系统的主电路模型以及数学模型。3、结合模型预测控制和PI控制各自的优缺点,采用模型预测PI控制方法,即模型预测控制与PI控制结合,该方法可以在线整定PI参数,具有模型预测控制的良好性能,改善了控制效果,又能保持与其他控制策略的相容性,两者的结合提高了系统的稳定性。4、利用Matlab/Simulink软件对理论分析的内容进行了仿真,并搭建了三相离网逆变器实验装置,介绍了硬件和软件的实现过程,实现了模型预测PI算法,给出了与传统PI控制的对比结果。仿真和实验验证了模型预测PI控制算法的有效性。
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