光伏系统并网逆变器混沌现象及控制策略研究

发布时间：2020-02-07 18:14

【摘要】：人类社会的生存和发展是在有能源的前提下进行的,能源利用率的高低很大程度上决定了人类的生活水平。由于一次能源可能枯竭的趋势不可避免,因此对可再生能源的开发和利用已迫在眉睫。太阳能凭自身丰富、清洁以及易于获得的优势得到了研究者的青睐,因此光伏发电技术成为了新能源领域的研究热点。光伏发电并网是光伏技术的主要发展趋势,光伏发电能否并网,很大程度上取决于发电系统的成本、转换效率、稳定性和灵活性等诸多因素。并网系统的稳定性是影响光伏发电并网的重要因素。逆变器作为并网过程中必不可少的、典型的非线性元件,会使得并网过程中产生分岔和混沌现象,而分岔和混沌现象又是影响电力系统稳定性的重要的非线性现象,故而对其并网过程中产生的混沌现象值得入研究。本文在光伏并网发电系统模型的基础上,对光伏系统并网逆变器中出现的混沌现象及其采用的控制策略进行了深入研究。本文在分析混沌现象和光伏发电系统的基本理论的基础上,以光伏系统并网逆变器作为研究对象,分别对单相并网逆变器和三相并网逆变器进行研究。分别建立数学模型,研究工作原理及控制方式,对控制方式的稳定性进行分析,得到使系统稳定运行的外环比例控制系数Kp参数范围。通过Matlab/Simulink模块搭建仿真模型,分别讨论单相并网逆变器和三相并网逆变器的外环比例控制系数Kp对系统稳定性的影响。选取不同的外环比例控制系数Kp,通过仿真可以看出当系统参数满足一定条件时,系统运行在稳定域内;当系统参数跃出稳定域时,系统出现混沌现象。进而验证了理论分析的正确性。本文最终得出结论:对于采用双闭环控制策略的光伏系统并网逆变器,仅对外环比例控制系数Kp进行控制,可以对光伏系统并网逆变器中出现的混沌现象进行有效控制。
【图文】：

倍周期分岔,分岔,途径

依赖于初始条件与折叠丰富的层次和自相似的结构性耗散系统中存在混沌吸引子生的途径及其研究分析方法生的途径性方程中，解的数目随参数的变化而变化，经一系列解的突变经一次分岔后，紧接着可能发生一系列的分岔，最终就走向混从稳定运行到混沌运动的途径主要有以下三种[59]：分岔途径eigenbaum 途径，由一种规则的运动状态（如某种定态解或周倍的倍分岔方式走向混沌。一个系统一旦发生倍周期分岔，必是一条通向混沌的典型道路。

连续控制,周期轨道,控制方法

nxnx图 2-2 OGY 方法实现过程2 OPF 技术1991 年，美国物理学家 E. Hunt 在 OGY 控制方法的基础上提出 OPF 技术。该仅能控制混沌系统中较低的周期轨道，也可利用调整增益控制较高的周期轨道控制混沌系统中低轨道的不稳定周期运动时与 OGY 控制方法基本相同，但在周期轨道时，OPF 技术与 OGY 控制方法不同：OPF 技术的参数可以有较大变引子结构产生变化故被稳定的周期不一定在吸引子上，使系统被稳定的可能性加。OPF 技术能稳定吸引子高周期的不稳定轨道，，从而访问更多区域。OPF制很复杂的、不知其机制的系统比较使用。OPF 技术是一种分析技术。3 混沌的连续控制方法
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM464;TM615

【参考文献】