LCL并网逆变器的自抗扰控制策略

在并网现场,电网时常会包含背景谐波、存在电压波动等情况.由于难以确定这些复杂时变的扰动模型,故基于模型的扰动补偿方法作用有限.此外,基于实时检测的自适应控制虽具有较强抗扰性,但控制算法较为复杂.而自抗扰控制能将内扰和外扰的总和看作广义扰动,通过观测器实时估计并通过前馈进行补偿,其具有谐振抑制能力且抗扰性强,不依赖精确的...     

LCL滤波并网逆变器的自抗扰控制

提出一种简化的鲁棒控制,以提高通过LCL滤波器连接到电网的三相电流控制电压源逆变器(VSI)的性能。LCL滤波器谐振的存在使控制系统的动态变得复杂并限制了其整体性能,特别是在考虑干扰和参数不确定性时。为解决这一问题,提出了一种基于线性自抗扰控制的鲁棒有源阻尼方法。通过使用Pade近似减少系统传递函数的阶数,对系统进行简化。仿真结果表明,在存在参数不确定性和外部干扰的情况下,提出的基于线性最优自抗扰控制(LADRC)的电流控制器实现了高功率质量和良好的动态性能。建立实验装置以验证所提控制策略的有效性和实用性。     

基于自抗扰技术的并网逆变器电流控制

为解决三相并网逆变器电流控制中网压扰动、变量耦合和模型参数偏差等诸多问题,在控制器设计中引入自抗扰技术.利用扩张状态观测器(ESO)对未知扰动进行估计,可同时补偿这些因素的影响.在分析ESO的误差特性和系统传递函数的基础上,提出了带宽参数的设计准则.通过引入等效增益系数,对比分析了线性/非线性ESO的估计、控制效果.仿真结果表明,所设计的控制器对系统参数变化具有强鲁棒性.最后通过实验进一步证实了ESO对扰动的估计和补偿能力,并给出了电感参数未知时控制增益的整定方法.     

光伏并网逆变器的自抗扰电流跟踪控制

为了使交流电网的输出电流能够更好地跟踪电网电压,并实现最大功率点跟踪控制,分析了光伏并网逆变器的工作原理与控制原理,讨论了自抗扰控制器的控制和参数整定。在此基础上,设计了一种基于自抗扰控制器的并网逆变器电流跟踪控制方法。通过对电流的闭环跟踪控制,实现了单位功率因数运行并向电网馈送电能和电网电流对电网电压的跟踪。实验研究结果表明,采用自抗扰控制器,输出电流、电压稳定快速、超调小,能有效抑制各种扰动,而且系统的启动性能与稳定性能都要优于常规控制器,从而提高了系统的鲁棒性。     

基于非线性ESO的风电并网逆变器改进自抗扰控制

针对永磁直驱风电系统并网逆变器中传统双闭环PI控制策略抗扰性能和控制精度不足的问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器(NLESO)的改进型自抗扰控制(ADRC)技术用以提高直流母线电压的控制性能.通过将线性扩张状态观测器(LESO)中的误差增益矩阵变为随时间变化的非线性函数对传统LADRC进行了改进,提高了LESO的动...     

基于二自由度内模控制的LCL并网逆变器控制策略

并网逆变器需要具有极高的功率因数和极低的输出电流总谐波失真,在并网逆变系统中,对高频谐波的抑制效果显著,但由于其内部滤波器为一个三阶低阻尼系统,自身容易出现谐振。针对LCL型滤波器自身存在的谐振现象,提出一种基于二自由度内模控制的LCL并网逆变器控制策略来抑制其谐振尖峰,该控制器仅有两个可调参数,通过参数整定,所设计的控制器可同时具备良好的对给定信号的跟随性能和抑制干扰特性。该方法不需要增加额外传感器,系统成本较低。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建LCL并网逆变器系统仿真模型,对两种控制策略进行仿真。仿真结果证明,采用二自由度内模控制策略时并网电流em_g总谐波畸变率只有1.4%,远低于国家标准5%,且具有良好的跟随性能,提高了系统的鲁棒性。     

基于二阶线性自抗扰的风电并网逆变器电压控制

为了提高直驱永磁风电并网逆变器直流侧电压的稳定,设计了一种二阶线性自抗扰(LADRC)的并网逆变器电压控制器。建立了三相PWM电压源型并网逆变器的数学模型,分析了其传统的双闭环PI控制方式,在此基础上设计了二阶LADRC控制器来代替传统的电压外环PI控制器,目的是使直流侧电压快速稳定,减小波动。分析了电压外环二阶LADRC控制器的设计原理,最后通过在Matlab/Simulink搭建1.5 MW直驱永磁风力发电机组仿真验证所设计控制器的有效性。结果表明,相对于传统的控制方式,所设计的二阶LADRC控制器电压的稳定速度更快,并网电流的总谐波畸变率(THD)更小。即使在电网电压发生扰动时,也能有一个良好的控制性能,提高了直流侧电压的抗干扰能力。     

基于LCL参数优化的新能源微电网并网逆变器控制方法

由于谐振尖峰的存在,谐波抑制效果差,从而影响并网逆变器输出的电能质量.针对此问题,提出基于LCL参数优化的新能源微电网并网逆变器控制方法.首先建立新能源微电网并网逆变器数学模型;设置LCL滤波器总电感、滤波电容和谐振频率3个参数,以此优化LCL滤波器滤波性能;最后结合有源阻尼法和无源阻尼法,提出基于LCL滤波器的并网逆...     

两相静止坐标系下并网逆变器的自抗扰控制

针对三相并网逆变器入网电流控制中存在的电网不确定扰动、系统在dq坐标系下存在耦合以及传统控制器设计依赖精确数学模型等问题,提出了一种基于两相静止坐标系下的线性自抗扰控制(LADRC)策略,以T型三电平LCL并网逆变器为被控对象,设计了三阶线性自抗扰控制器。通过系统的等效传递函数,详细分析了逆变系统的稳定性以及抗扰性,并通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。结果表明,所设计的控制策略能够提高T型三电平LCL并网逆变器的稳定性和抗扰性,实现了对入网电流的良好控制,其总谐波失真控制在2.2%。同时采用的“带宽化”参数整定方法,物理意义明确,参数调节简便,具有较高的工程应用价值。     

四旋翼无人机串级自抗扰控制及参数优化方法

针对四旋翼无人机飞行中易受外界干扰且控制器参数难以整定优化的问题,提出了一种串级自抗扰控制器及参数优化方法.利用自抗扰控制器对无人机各个状态进行独立控制,将控制器参数整定问题转换为多目标最优化问题,构造关于跟踪误差与控制器输出的适应度函数,并通过教与学(TLBO)算法进行寻优获取最优参数.通过仿真和实验验证,实际飞行的...     

基于改进型粒子群算法的扩张状态观测器

为了解决自抗扰控制器核心模块的参数难以整定的问题,提出了利用改进型粒子群算法的扩张状态观测器设计方法。研究了扩张状态观测器的数学模型,分析了影响观测信号跟踪精度的因素,给出了待定参数设计方法的具体步骤。该设计方法选择改进后的适应度函数作为性能优化指标,增加了惯性系数的自适应性,并引入速度钳制以防止陷入局部最优。最后通过计算和仿真实验分析,验证了所提方法的正确性和鲁棒性,对解决自抗扰控制器中其他模块的待定参数整定问题具有一定的意义。     

基于LCL滤波有源阻尼控制的Z源逆变器并网研究

与传统的逆变器相比,Z源逆变器由于其具有可以实现升降压功能、无需插入死区时间等优点而得到了广泛的应用。针对逆变器输出电压、电流高次谐波含量大的缺点,提出采用LCL型滤波器进行滤波,其滤波性能优异,但带来的谐振峰易引起系统的不稳定。所以采用电容电流内环、电网电流外环的双电流环有源阻尼方案对谐振峰进行抑制。为避免多次调试参数,提出一种控制参数设计方法,即对传递函数进行极点配置,从而得出最佳控制参数。在保证系统稳定性的前提下使系统具有一定的鲁棒性。最后,通过仿真和实验结果验证了所提方案的有效性和可行性。     

并网逆变器用LCL滤波器新型有源阻尼控制

针对并网逆变器用LCL输出滤波器的不稳定性,在分析LCL滤波器无源阻尼控制算法的基础上,提出了一种基于电容电流估计的三闭环LCL滤波器有源阻尼控制算法.算法引入电容电流内环以抑制系统不稳定的现象,电容电流信号通过估计过程得到.定性分析了提出算法的稳定性.因省去了以往无源阻尼控制算法中用以抑制系统谐振而增加的阻尼电阻,而...     

LCL滤波光伏并网逆变器控制策略

为了探讨光伏并网逆变系统控制策略,消除并网电流谐波,研究了LCL滤波和电容电流内环、并网电流外环的双闭环控制规律;设计了光伏并网逆变系统,该系统采用LCL滤波,选用双闭环控制提高系统稳定性;针对传统PI控制的特点,改进传递函数,减小调试范围。该系统综合了双闭环控制、PI控制的优点,仿真试验验证了该系统的线电压波形稳定,静态误差较小,动态响应能力较强,显示该控制系统的优越性,表明了该系统能较好提高并网电流质量,控制策略有效可行。     

电流双环控制的LCL单相并网逆变器逆变研究

详细分析了LCL型单相并网逆变器的结构,针对LCL型单相并网逆变器易发生谐振的问题,研究采用以电容电流为内环、并网电流为外环的双电流环控制策略。设计LCL滤波器和电流双环控制参数并利用SISOTOOL工具整定。通过SIMULINK搭建仿真模型,分析结果表明LCL型单相并网逆变器系统在采用该电流双环控制策略可有效抑制系统振荡,降低并网电流谐波含量和提高系统稳定性。     

LCL并网逆变器的电流双闭环控制

采用LCL滤波器作为电压型并网逆变器与电网的接口,建立LCL滤波器的数学模型,提出一种基于电网侧电流外环、逆变器侧电流内环的LCL并网逆变器控制方法。该控制方法既能有效保护功率开关,又能保证系统稳定及并网电流的单位功率因数。针对该电流双闭环控制方法,给出一种基于赫尔维茨稳定判据及李纳德-戚帕特稳定判据的内外环控制器参数设计方案。进行了LCL并网逆变器并网运行仿真与实验。仿真和实验结果验证了所提LCL并网逆变器控制方法的正确性和可行性。     

Dynamic parameter tuning of particle swarm optimization

This paper proposes an adaptive particle swarm optimization (PSO) algorithm using the information defined as the average absolute value of velocity of all of the particles, which can be used as an index to understand the briskness of all the particles. While a stability analysis of PSO algorithm is carried out on the basis of not only a simplified model but also simple numerical simulations, an adaptive strategy for tuning one of its parameters is introduced so as to follow a given ideal average velocity by feedback control. The feasibility and advantages of the proposed adaptive PSO algorithm are verified through numerical simulations using some typical global optimization problems. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

微网逆变器双模式自抗扰控制策略

为解决微网逆变器的解耦问题,提高其抗干扰能力,文章提出一种双模式自抗扰切换控制策略(SADRC).文中分析了逆变器的主拓扑结构,建立了在dq轴的数学模型,文中介绍了非线性自抗扰(Unlinear Active Disturb-ance Rejection Control,NLADRC)和线性自抗扰(Linear Act...     

基于滑窗DFT算法的并网逆变器多目标协调控制方法

由于传统并网逆变器协调控制方法中没有检测畸变电流,导致控制过程中计算时间增加,控制效果不理想。针对这些问题,提出一种基于滑窗离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transformation, DFT)算法的并网逆变器多目标协调控制方法。利用自适应抽样算法自动调整采样时间,引入滑窗DFT思想构建有源滤波器,通过滤波器对并网逆变器中的畸变电流进行检测。对并网逆变器中功率和坐标两者之间的关系进行分析,采用比例积分(Proportional Integral,PI)并联重复的复合型控制器对输出电流进行实时跟踪控制。同时根据线性叠加原理,获取并网逆变器的等效被控对象模型,简化补偿控制器设计,最终实现并网逆变器多目标协调控制。经实验测试证明,所提方法能够将计算效率提升14.6%,控制后的波畸变率下降幅度达到15.8%,功率因数增长幅度达到14.9%。     

LCL并网变流器反馈阻尼控制方法的研究

LCL滤波器在提高并网变流器电流质量的同时,却不可避免地引入了谐振和稳定性的问题。在讨论和研究了不同侧电感电流反馈控制方法的基础上,针对并网侧电感电流反馈,提出了通过协调优化数字控制系统中的采样频率与谐振频率的比值关系,从而实现并网变流器的无阻尼控制的方法。针对并网变流器侧电感电流反馈控制方式,提出了利用改进的高通滤波器来提取谐振分量进行滤波阻尼的控制方法。这两种LCL滤波器阻尼控制方法,均不需要在主回路中增加额外的传感器,设计过程简单、可靠性高,便于工程实际应用。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性以及控制方法的可行性。