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基于MPC的三相离网逆变器控制方法的研究

发布时间:2018-10-26 15:10
【摘要】: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。
[Abstract]:Nowadays, solar energy has become a new energy in the world. The most important application and research hotspot of solar energy is photovoltaic power generation. Photovoltaic inverter is an important part of photovoltaic power generation, which has great influence on the performance and cost of the system. Therefore, it is of great significance to study the control method of inverter for the stable operation of photovoltaic power system. In this paper, the control strategy of three-phase off-grid inverter is studied by the combination of model prediction and PI. The main work of this paper is as follows: 1. The common control methods of three-phase off-grid inverter are introduced. It includes PIID control, repetitive control, deadbeat control, fuzzy control, sliding mode variable structure control and so on. The (model predictive control, MPC) algorithm of model predictive control is mainly studied, and the development course of model predictive control is introduced. The basic principles and characteristics of the model predictive control are analyzed. 2. The topology and control methods of the three-phase off-grid inverter are studied. The main circuit model and mathematical model of the system are obtained. 3. Combining the advantages and disadvantages of model predictive control and PI control, the model predictive PI control method is adopted, which combines model predictive control with PI control, and the PI parameters can be adjusted online by this method. It has good performance of model predictive control, improves the control effect, and maintains the compatibility with other control strategies. The combination of the two improves the stability of the system. 4. The content of theoretical analysis is simulated by Matlab/Simulink software. The experiment device of three-phase off-grid inverter is built, the realization process of hardware and software is introduced, the model prediction PI algorithm is realized, and the comparison results with traditional PI control are given. Simulation and experiment verify the effectiveness of the model predictive PI control algorithm.
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM464

【参考文献】

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本文编号:2296121

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