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基于自適應模糊控制的并網逆變器控制策略分析與研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2017-05-15  瀏覽次數:576
核心提示:目前,電能回饋系統是人們研究的熱點。并網逆變器是將電能回饋至電網的器件,具有重要的研究意義。由于人們對并網逆變器饋入電網
     目前,電能回饋系統是人們研究的熱點。并網逆變器是將電能回饋至電網【電氣設備】
的器件,具有重要的研究意義。由于人們對并網逆變器饋入電網的并網電流質
量有嚴格的要求,為了使并網電流達到與電網電壓同頻反相且總諧波畸變率低
于_5%的標準,研究并網逆變器的控制策略顯得尤為重要。低壓電器
    數學模型是研究控制系統的基礎,但并網逆變器系統是非線性時變系統,
很難對其建立精確數學模型。因此,本文從du立運行的逆變器入手,采用近似
的方式建立了比較準確的逆變器數學模型。在此基礎上,設計了電壓電流雙閉【電氣設備】
環控制策略,并具體分析了PI控制器參數的設計方法。另外,本文還對逆變器
系統中的LC濾波器進行參數設計。通過在MATLAB中進行仿真分析,證明采
用du立運行逆變器的雙環控制策略效果較好。低壓電器
    在研究du立運行逆變器的基礎上,本文重點探討了并網運行逆變器的控制【電氣設備】
策略及各種結構、控制方式的適用場合。根據系統采用濾波器形式的不同,將
并網逆變器分為3類:L型濾波器并網逆變器,LC型濾波器并網逆變器及LCL
型濾波器并網逆變器。分別討論了三種情況的特性及控制方式。以單相并網逆
變器為例,分別分析了電流單環、電流雙閉環的控制方式,并重點就LCL濾波
器的性能進行研究。通過仿真分析,得出三種不同濾波器結構分別適用的場合
與相應控制策略。
    為了進yi步提高并網逆變器系統在電網電壓擾動較大時的性能,本文將模
糊控制器引入并網逆變器控制系統,并在傳統模糊控制的基礎上,電器提出了兩種
應用于并網逆變器系統的新型控制方式:比例因子自調整模糊控制,PI參數自
整定模糊控制。通過仿真分析,驗證了這兩種自適應模糊控制方式能夠明顯的
提高系統的動態性能和魯棒性,適用于外部擾動較大的并網逆變器控制系統。
    zui后,本文將單相并網逆變器的數學模型建立方法引入三相并網逆變器,
在此基礎上設計了三相并網逆變器的PI參數自整定模糊控制。通過仿真驗證了
其數學模型的準確性與控制策略的優越性。低壓電器
    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yi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yi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yi個電流源,對其輸出的電流進行幅值、頻率、相位的控制。目
前,電壓控制方式主要應用于du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。其控制策略簡單易于設計,只要變換不同控制器,電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[}l低壓電器
    并網逆變器控制策略可以采用模擬方式和數字方式來實現。早期的并網逆變
器yi般采用模擬控制方式,即采用波形發生電路分別產生正弦信號波和三角載
波,兩者比較生成的SPWM波通過驅動電路控制主電路中功率器件的開通和關
斷。模擬控制方式控制電路設計復雜,難以設計,電器而且只能采用PID控制。隨著
數字技術的不斷發展完善,選擇基于數字式DSP的控制策略應用越來越廣泛。采
用數字化控制方式,系統效率高,電能質量好,可靠性好。采用DSP進行控制,
設計簡單,而且可以實現多種控制方式,如智能控制。目前還有數模混合的控制
方式。這種方式控制簡單,DSP資源占用少,工作穩定可靠,可以完成多個控制
模塊進行并聯工作,可以滿足大功率場合的需求。低壓電器
 
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