线性自抗扰控制器在LCL型并网逆变器系统中的应用研究
发布时间：2021-02-22 13:28
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重,以太阳能为主的可再生能源发电技术不断成熟,为解决能源和环境问题提供了一个新的方法。并网逆变器作为分布式电源和公用电网的接口,受到了越来越多的关注。单电感L滤波器存在硬件成本高、体积和重量过大以及电流动态响应速度慢等问题,为提高系统响应速度并降低成本,本文采用LCL滤波器替代传统单电感L滤波器。但LCL滤波器存在固有的谐振和耦合等问题,需要设计额外的谐振抑制和解耦算法来改善系统性能,增加了控制器的设计难度。由于线性自抗扰控制不仅能使系统稳定运行,还可以同时实现LCL滤波器谐振抑制和电流环(9分量解耦,实现算法简单且无需额外的硬件花费,在提高了系统性能的同时简化了控制器设计,具有重要的研究价值。本文采用线性自抗扰控制器实现对LCL型并网逆变器的控制。根据LCL型并网逆变器在两相旋转(9坐标系下的数学模型,本文设计了四阶线性自抗扰控制器,并给出了相应的等效传递函数。传统的带宽参数整定方法降低了控制器参数选择的自由度,限制了高阶系统的控制效果。因此,本文在传统参数参数整定方法的基础上,在保证系统稳定的情况下选择一组最优参数,将这种方法整定出来的控制器参数代...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LCL滤波器传递函数伯德图
图 3-3 电容支路串联不同大小电阻时的伯德图通过上图可以清晰的看出，在电容支路串联电阻是可以有效的解决 LCL 滤波器问题的，并且阻尼越大抑制效果越明显。然而，随着串联电阻相对滤波电容的比值，幅频特性曲线斜率降低，高频滤波效果逐渐变差。此外，由于加入电阻必然会消率，降低逆变器的转换效率，与当前节能减排的大背景相违背，同时电阻消耗功率，在大功率发电情况下会带来散热甚至是安全问题。2. 虚拟电阻有源阻尼法针对无源阻尼的上述问题，有些学者提出了一种在不增加系统损耗的前提下能有加系统阻尼、抑制系统谐振的基于虚拟电阻的有源阻尼控制算法。这里有有源阻尼不需要增加实际电阻，而是通过系统的控制算法实现 LCL 滤波器阻尼作用的方法于没有额外增加阻尼电阻，因此没有能量损耗，有利于逆变效率的提升。为了与无尼分析相对应，这里我们只介绍常用的电容电流反馈的方法。
华南理工大学工程硕士学位论文，为了简化分析，这里暂时忽略： 3 21gdid i g f f g f g ii sG su s L L C s K L C s L L s （3-3根据式（3-3），选取不同的滤波电容电流反馈系数fK ，画出 LCL 滤波器在不同系数下的伯德图，如图 3-5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性自抗扰的消防水炮控制系统[J]. 胡海兵,崔世林,张波,张爱文. 现代电子技术. 2019(05)
[2]线性自抗扰技术在LCL逆变器并网电流控制及有源阻尼中的应用[J]. 杨林,曾江,黄仲龙. 电网技术. 2019(04)
[3]基于重复多谐振的LCL并网逆变器复合控制策略[J]. 崔利宁,苏宏升. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]LCL型并网逆变器的线性自抗扰控制[J]. 凌毓畅,曾江. 电气传动. 2018(09)
[5]基于复合电流调节的单相LCL并网逆变器控制方法[J]. 辛征,孙树敏,何晋伟,庄华伟. 电力系统保护与控制. 2018(10)
[6]考虑弱电网下逆变器稳定性的LCL滤波器参数优化方法[J]. 郭超,杨洪耕. 电网技术. 2018(03)
[7]基于LCL型逆变器的数字陷波器有源阻尼方法研究[J]. 卞文倩,李飞,赵晋斌. 电力系统保护与控制. 2017(21)
[8]考虑电感寄生参数的有源前端LCL滤波器的设计[J]. 黄羽西,姚文熙,吕征宇,吉宇. 机电工程. 2017(07)
[9]基于降阶广义积分器的LCL型有源电力滤波器电流控制方法研究[J]. 杨家强,杨磊,曾争,宿紫鹏. 中国电机工程学报. 2017(07)
[10]Luenberger观测器与LADRC在稳瞄系统中的应用[J]. 王永宏,范大鹏,薛生辉,王玉华,张红梅. 火力与指挥控制. 2017(02)
博士论文
[1]LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计[D]. 薛明雨.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]PWM整流在变频调速系统中的应用研究[D]. 孙磊.西安科技大学 2018
[2]自抗扰控制在飞行器姿态控制中的应用研究[D]. 王光辉.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[3]基于自抗扰控制技术的高性能永磁交流伺服控制系统研究[D]. 高孝君.华南理工大学 2018
[4]基于LADRC的PMSM伺服系统研究[D]. 韩丁.西南石油大学 2017
[5]应用于电梯节能系统的双向DC-DC变换器关键技术研究[D]. 钟松锦.华南理工大学 2017
[6]单相三电平LCL电力牵引网侧变流器参数设计与控制方法[D]. 焦石磊.西南交通大学 2017
[7]永磁交流伺服系统的动态性能分析与控制设计[D]. 叶健豪.华南理工大学 2017
[8]并网逆变器并联控制方法研究[D]. 刘守松.华南理工大学 2017
[9]分数阶PIλDμ控制器在PWM整流系统中的应用研究[D]. 苏威霖.华南理工大学 2017
[10]基于原子稀疏分解的电能质量扰动检测与压缩性能研究[D]. 龚嫄.重庆大学 2016
本文编号：3046063
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LCL滤波器传递函数伯德图
图 3-3 电容支路串联不同大小电阻时的伯德图通过上图可以清晰的看出，在电容支路串联电阻是可以有效的解决 LCL 滤波器问题的，并且阻尼越大抑制效果越明显。然而，随着串联电阻相对滤波电容的比值，幅频特性曲线斜率降低，高频滤波效果逐渐变差。此外，由于加入电阻必然会消率，降低逆变器的转换效率，与当前节能减排的大背景相违背，同时电阻消耗功率，在大功率发电情况下会带来散热甚至是安全问题。2. 虚拟电阻有源阻尼法针对无源阻尼的上述问题，有些学者提出了一种在不增加系统损耗的前提下能有加系统阻尼、抑制系统谐振的基于虚拟电阻的有源阻尼控制算法。这里有有源阻尼不需要增加实际电阻，而是通过系统的控制算法实现 LCL 滤波器阻尼作用的方法于没有额外增加阻尼电阻，因此没有能量损耗，有利于逆变效率的提升。为了与无尼分析相对应，这里我们只介绍常用的电容电流反馈的方法。
华南理工大学工程硕士学位论文，为了简化分析，这里暂时忽略： 3 21gdid i g f f g f g ii sG su s L L C s K L C s L L s （3-3根据式（3-3），选取不同的滤波电容电流反馈系数fK ，画出 LCL 滤波器在不同系数下的伯德图，如图 3-5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性自抗扰的消防水炮控制系统[J]. 胡海兵,崔世林,张波,张爱文. 现代电子技术. 2019(05)
[2]线性自抗扰技术在LCL逆变器并网电流控制及有源阻尼中的应用[J]. 杨林,曾江,黄仲龙. 电网技术. 2019(04)
[3]基于重复多谐振的LCL并网逆变器复合控制策略[J]. 崔利宁,苏宏升. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]LCL型并网逆变器的线性自抗扰控制[J]. 凌毓畅,曾江. 电气传动. 2018(09)
[5]基于复合电流调节的单相LCL并网逆变器控制方法[J]. 辛征,孙树敏,何晋伟,庄华伟. 电力系统保护与控制. 2018(10)
[6]考虑弱电网下逆变器稳定性的LCL滤波器参数优化方法[J]. 郭超,杨洪耕. 电网技术. 2018(03)
[7]基于LCL型逆变器的数字陷波器有源阻尼方法研究[J]. 卞文倩,李飞,赵晋斌. 电力系统保护与控制. 2017(21)
[8]考虑电感寄生参数的有源前端LCL滤波器的设计[J]. 黄羽西,姚文熙,吕征宇,吉宇. 机电工程. 2017(07)
[9]基于降阶广义积分器的LCL型有源电力滤波器电流控制方法研究[J]. 杨家强,杨磊,曾争,宿紫鹏. 中国电机工程学报. 2017(07)
[10]Luenberger观测器与LADRC在稳瞄系统中的应用[J]. 王永宏,范大鹏,薛生辉,王玉华,张红梅. 火力与指挥控制. 2017(02)
博士论文
[1]LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计[D]. 薛明雨.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]PWM整流在变频调速系统中的应用研究[D]. 孙磊.西安科技大学 2018
[2]自抗扰控制在飞行器姿态控制中的应用研究[D]. 王光辉.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[3]基于自抗扰控制技术的高性能永磁交流伺服控制系统研究[D]. 高孝君.华南理工大学 2018
[4]基于LADRC的PMSM伺服系统研究[D]. 韩丁.西南石油大学 2017
[5]应用于电梯节能系统的双向DC-DC变换器关键技术研究[D]. 钟松锦.华南理工大学 2017
[6]单相三电平LCL电力牵引网侧变流器参数设计与控制方法[D]. 焦石磊.西南交通大学 2017
[7]永磁交流伺服系统的动态性能分析与控制设计[D]. 叶健豪.华南理工大学 2017
[8]并网逆变器并联控制方法研究[D]. 刘守松.华南理工大学 2017
[9]分数阶PIλDμ控制器在PWM整流系统中的应用研究[D]. 苏威霖.华南理工大学 2017
[10]基于原子稀疏分解的电能质量扰动检测与压缩性能研究[D]. 龚嫄.重庆大学 2016
本文编号：3046063
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3046063.html
