基于干扰观测器的光伏储能系统预测电流控制研究

发布时间：2020-04-22 05:53

【摘要】：在一个独立运行的光伏发电系统中,光伏端电源输出功率变化、线性或非线性负载的变化等,都会对直流母线电压造成一定的冲击,从而影响直流母线上其他负载的正常工作。通过接入储能装置可以有效抑制直流母线上出现的电压波动,对于储能装置,双向DC-DC变换器是连接直流母线和储能介质的桥梁,通过对双向DC-DC变换器的合理控制可以解决光伏储能系统中的多种扰动问题。本文以光伏储能系统为研究对象,研究了一种基于干扰观测器的双向DC-DC变换器预测电流控制方法,解决了由光伏输出的波动性和负载的不确定性引起的直流母线电压波动问题,提高了光伏储能系统的动、稳态性能和抗干扰能力。论文具体内容如下:首先,从电路拓扑结构和控制方法两个角度介绍了双向DC-DC变换器的研究现状,并对预测电流控制方法和干扰观测器的发展过程和研究现状进行了介绍。其次,详细介绍了非隔离双向半桥型DC-DC变换器的工作原理,分别建立了双向DC-DC变换器在Boost和Buck工作模式下的数学模型。再次,给出了有限控制集预测电流控制器的设计过程,且分析了有限控制集预测电流控制方法中开关频率不固定的本质问题,进而设计出连续控制集预测电流控制器,进一步分析了连续控制集预测电流控制器的鲁棒性,并对预测控制进行延时补偿。接着,分析了光伏储能系统的多源扰动特性,将等效负载电流作为干扰进行前馈补偿,提高系统的抗扰能力,其中等效负载电流是由设计的非线性干扰观测器观测得出。最后,为了验证本文提出的控制方法的可行性和有效性,对两类预测电流控制方法和基于干扰观测器的连续控制集预测电流控制方法进行了仿真和实验验证。通过在光伏储能系统中多种工况下的仿真和实验对比,验证了基于干扰观测器的连续控制集预测电流控制方法可以有效提高光伏储能系统的动、稳态性能和抗干扰能力。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46

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本文编号：2636225