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。     

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...     

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。     

风电并网逆变器的改进型线性自抗扰控制

针对并网逆变器控制中传统电压电流双闭环控制策略抗扰能力不足的问题,构造线性自抗扰控制(LADRC)取代电压外环控制。为了提高线性扩张状态观测器(LESO)的观测精度,通过在LESO中引入直流母线电压微分与其观测值之间的误差项,对传统LADRC进行了改进。从频域分析上证明了改进型LADRC的跟踪性能和抗扰性能均优于传统LADRC。仿真结果表明,所提出的改进型LADRC可确保并网逆变器具有更好的稳态与暂态性能,特别是在电网电压跌落和负载突变方面具有优越性。     

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.     

光伏并网逆变器自抗扰二自由度内模控制策略

针对逆变器内环采用传统的一自由度内模控制无法兼顾系统跟随性和抗干扰的局限性,同时由于系统在同步旋转坐标系下不能实现彻底解耦、控制器设计依赖系统参数过强的问题,提出一种新型双闭环控制策略。其中,内环采用基于合成矢量的二自由度内模控制,既解决了系统因输入电感值不能实现彻底解耦的问题,又能保证并网电流同时具有较强的跟随性和抗干扰性;外环在基于瞬时功率平衡的思想上采用不依赖精确模型且强鲁棒性的自抗扰控制技术来保持直流侧电压的稳定,二者结合实现对并网逆变器的综合控制。仿真结果表明,所提控制策略比基于自抗扰的传统内模控制具有更好的动态、静态性能和抗干扰能力,以及更低的并网电流谐波含量。     

基于滤波函数的风电并网逆变器改进线性自抗扰控制

针对风电系统中并网逆变器直流母线电压量测环节易受噪声污染等问题,文中将线性自抗扰控制与滤波器相结合,构造一种基于滤波函数的改进型线性自抗扰控制技术。首先构造了风电并网逆变器数学模型,并对传统线性自抗扰控制进行分析。为了提高线性自抗扰控制对高频噪声的抑制力,文中将滤波后的电压扩张成一个新的状态变量,利用线性扩张状态观测器估计滤波之后的电压值,并将其作为反馈。然后在考虑系统输出含有噪声的前提下,对改进型线性自抗扰控制进行频域特性分析,结果表明改进的控制策略具有更好的抑制噪声能力。最后通过风电系统并网逆变器仿真平台的搭建,验证了控制策略的可行性和有效性。     

电压型PWM逆变器的自抗扰控制策略

电压型PWM逆变器是一非线性、多变量、强耦合的系统,建立精确的数学模型极其困难.采用自抗扰控制器,用配置非线性结构替代极点配置进行控制系统的设计,依靠期望轨迹与实际轨迹的误差大小和方向来实施非线性反馈控制,对逆变器的数学模型要求并不高.仿真和实验结果表明,该控制策略能较好地实现电压型PWM逆变器的控制,具有较好的动态特性和较强的鲁棒性.     

LCL并网逆变器一阶自抗扰控制及基于粒子群优化的控制参数整定方法

在实际并网现场,电网时常包含未知、时变的扰动,故LCL并网逆变器运行工况复杂、恶劣,经常面临频繁脱网的问题.基于此,首先针对LCL并网逆变器设计了结构简单的一阶自抗扰控制器;其次,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,构建了包含控制误差和系统调节时间在内的多目标优化函数,并结合粒子群优化算法实现了一阶自抗扰控制器的参数整定,提高了自抗扰控制器参数设计的效率和合理性;最后,在频域中对系统性能进行分析,并通过仿真和实验验证了所设计控制器的可行性及所设计参数的优越性.结果表明,相比传统带宽法所得控制参数,带所提方法所得控制参数的一阶自抗扰控制能够使LCL并网系统获得更好的跟踪性、抗扰性和入网电流质量,且能够保证LCL并网逆变器在复杂工况下不脱网.     

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...     

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...     

采用扰动观测器的并网逆变器死区补偿方法

为解决传统死区补偿方法在相电流过零点附近电流极性检测不准的问题,提出一种新的死区补偿方法。根据扰动观测器的控制原理,设计了相应的观测器,将其作为补偿器引入到传统双环PI控制系统中,此系统无需检测电流极性,将死区效应引起的电压误差视为系统扰动,利用扰动观测器对其进行在线估算,并将估算值作为补偿信号反馈到输入端以抵消电压误差对系统的影响。通过仿真与实验比较可知,该方法能够克服传统方案的弊端,可以降低各种扰动对输出电流的稳态误差,不仅提高了死区补偿效果,还提高了系统的稳定性和抗扰性能。     

光伏并网逆变器控制设计

基于C8051F005单片机设计并实现光伏并网逆变器控制系统。系统由两块IR2110驱动4个IR540构成的H桥逆变电路,直流电源经过LC滤波后实现逆变。详细介绍了主电路、保护电路、滤波电路、采样保护电路以及变压器的设计;给出了具体的软件流程图;经过测试系统压差百分数最大值是0.013422%,最大频偏百分数为0.343%,阻性负载下最大相差0.91,系统的效率达到了83.00%,完全达到或者超出了系统的设计要求。     

并网分离源逆变器解耦控制

可再生能源电力并网转换系统存在结构复杂、成本高及效率低等突出问题,两级式的转换器无法满足系统要求,而单级式结构转换器的提出能够很好地解决这个问题.单级式存在不同的拓扑结构,如Z源逆变器、Y源逆变器等.本文提出的分离源逆变器是一种仅使用逆变电桥就可以灵活升高或降低交流输出电压,而且具有优于其他拓扑结构的优点,并且可以使用...     

Discrete time partial-state feedback model reference disturbance rejection control

This article develops a disturbance rejection control strategy using partial-state feedback model reference adaptive control for discrete-time uncertain systems with unknown input disturbances. Adaptive control schemes are proposed for constant disturbances, sinusoidal disturbances, and generic bounded disturbances. The partial-state feedback control is designed based on measurable signals and the parameterization method to counteract the effect of disturbances. The plant-model output matching condition is established. The developed control law is more flexible for applications and has a more concise structure than output feedback control. Additionally, closed-loop stability and asymptotic output tracking are derived. The effectiveness and the feasibility of partial-state feedback disturbance rejection control are verified by simulation results.     

惯性平台调平回路的自抗扰控制

针对惯性平台调平回路的设计要求,研究了惯性平台调平回路自抗扰控制的设计,并进行了计算机仿真。结果表明,自抗扰控制方案具有快速,无超调的特点,而且在干扰力矩下,动态误差小。采用自抗扰控制器提高了惯性平台调平时的可靠性和精度,是一种应用在实际平台系统中理想的控制器。     

复合功能并网逆变器的线性最优控制

针对具有工频隔离变压器和LC滤波环节的三相复合功能并网逆变器,将其等效变换为带有LCL滤波器的逆变器结构。利用LCL滤波环节的状态方程建立小信号模型,提出了一种基于线性二次型理论的最优控制策略,在消除了LCL滤波器固有的谐振现象的同时,实现了对并网点PCC处谐波、无功和不平衡电流的补偿,提高了并网点处的电能质量。为了提高系统稳定性,给出了与线性最优控制相适应的前馈控制算法,并采用了无锁相环补偿电流和功率跟踪电流生成算法。利用电磁暂态综合分析程序PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。