【摘 要】
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随着世界工业化整体的加速发展,所依赖的传统能源面临着即将耗尽的难题。分布式发电是发展可再生能源的重要一环,微网逆变器作为分布式电源的关键接口,得到了越来越多的研究和发展。LCL型逆变器因有着诸多优点而被广泛使用,但对控制的要求也更高。由于自抗扰控制不仅能使系统稳定运行,同时还可以实现抑制电网电压的非理想状况给逆变器带来的干扰,故对其的研究具有较为重要的应用价值。本文采用改进的自抗扰控制策略对LCL
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随着世界工业化整体的加速发展,所依赖的传统能源面临着即将耗尽的难题。分布式发电是发展可再生能源的重要一环,微网逆变器作为分布式电源的关键接口,得到了越来越多的研究和发展。LCL型逆变器因有着诸多优点而被广泛使用,但对控制的要求也更高。由于自抗扰控制不仅能使系统稳定运行,同时还可以实现抑制电网电压的非理想状况给逆变器带来的干扰,故对其的研究具有较为重要的应用价值。本文采用改进的自抗扰控制策略对LCL型并网逆变器的并网电流进行控制,主要的工作有:(1)从矩阵变换的角度,推导了αβ坐标系和d-q坐标系下逆变器系统的表达式,并分析了电网电压对LCL并网逆变器带来的不利影响。(2)提出含有模型补偿项的级联自抗扰控制策略。首先阐述了自抗扰控制的基本思想,并分析了其对模型信息的利用情况。再通过分析线性扩张状态观测器的稳态误差,指出传统的三阶自抗扰控制策略会使得系统的总干扰带有一个很大的干扰放大系数。据此,提出了具有级联结构的自抗扰控制策略,有效地减小了所观测的总干扰的放大系数,加强了抗干扰能力。为进一步提高对干扰的估计精度,自抗扰控制采用模型补偿自抗扰。最后通过反步法保证整体控制器的稳定性。在并网电流的控制上,通过仿真与现有的自抗扰控制策略进行了对比,结果表明所提策略具有更强的干扰抑制能力。(3)提出浸入与不变自抗扰控制策略。所提级联自抗扰控制策略采用的是线性误差反馈方式,将其替换为非线性误差反馈方式会进一步提高对总干扰的估计精度,而其稳定性却难以保证。针对这一问题,提出了浸入与不变自抗扰控制策略。首先简单地介绍了浸入与不变的基本原理,然后将浸入与不变镇定控制方法运用在扩张状态观测器的设计上。该方法通过建立一类非线性目标系统与观测误差系统之间的映射关系,使扩张状态观测器具有非线性误差反馈方式,同时利用高增益方法确保稳定性,使得系统中所有状态有界且观测误差能达到任意小。最后,结合级联自抗扰设计出浸入与不变自抗扰控制器,并将其运用到了并网电流的控制中。通过仿真验证了所提策略具有较强的抗干扰能力和良好的动态响应能力。
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