基于自抗扰解耦控制的储能变流器稳定性研究
发布时间：2021-07-15 14:42
课题在新能源发电技术及储能技术广泛应用的大背景下,对并网工作模式下储能变流器（Power Converter System,PCS）的稳定性展开深入研究。针对弱电网、谐波电网这些外部扰动以及内部扰动对储能PCS稳定运行带来的影响,本课题基于阻抗建模分析方法,从优化系统参数、改进控制策略等方面为提升储能PCS的稳定运行能力提供分析与解决思路,促进储能技术应用比例的提升。主要研究内容如下:基于储能PCS工作原理进行建模,确定并分析影响其稳定性的内部扰动和外部扰动。使用线性自抗扰控制器（Liner Active Disturbances Rejection Control,LADRC）实现电流内环解耦（Current Decoupling,CD）控制,消除内部耦合通道扰动的影响。通过与PI-CD控制策略的对比,LADRC-CD控制策略不仅使用更少的采样传感器,还具有扰动观测和补偿能力,使储能PCS在外部扰动影响下具有较高的稳定性。针对滤波器参数选择不合理会影响储能PCS滤波性能以及稳定性的问题,本课题使用一种基于人工蜂群算法的帕累托（Artificial Bee Colony-Pareto,...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
储能变流器的仿真模型
108T。电压电流采样电路使用科海公司的传感器模块，电流采样传感器型号是KT50A/P和HCT206B，电压采样传感器型号是KV50A/P和HPT205A。控制电路将在后文进行详细地介绍。使用下载器XDS100V1完成控制程序的在线调试以及烧录。监测装置包括一台泰克2000B四通道混合信号示波器和一台日置3196电能质量分析仪以及若干电流采样传感器夹。储能电池由34组松下公司的阀控式铅酸电池构成。使用了若干电抗器和电容器构成LCL型滤波器以及弱电网电感。电阻器起到上电缓冲和消耗电容能量的作用。空气开关控制部分电路的通断。整个实验平台如图6-1所示。图6-1储能变流器硬件实验平台
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-61-图6-2储能变流器的控制电路板本课题用到的LADRC-CD控制算法以及PI-CD控制算法、锁相环PLL计算算法、Park坐标变换算法等均由核心控制器TMS320F2812芯片编程实现。CPLD控制器主要用于实现PWM控制脉冲信号死区加入以及控制按键的功能。TMS320F2812中编写的主程序流程如图6-3所示。复位？开始系统初始化内存初始化中断初始化ADC初始化PIE初始化EV模块初始化GPIO模块初始化变量初始化否是故障？是否while循环图6-3储能变流器的DSP主程序流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及并网电流控制影响的弱电网下LCL滤波器参数优化设计[J]. 岳惠,杨洪耕. 电测与仪表. 2019(23)
[2]线性自抗扰控制器的噪声抑制改进研究[J]. 张敏捷,杨雷,侯砚泽,石泳,左光. 宇航学报. 2019(07)
[3]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)
[4]线性自抗扰控制的适用性及整定[J]. 周蓉,韩文杰,谭文. 控制理论与应用. 2018(11)
[5]采用阻抗分析方法的并网逆变器稳定性研究综述[J]. 陈新,王赟程,龚春英,孙建,何国庆,李光辉,汪海蛟. 中国电机工程学报. 2018(07)
[6]SMES/BESS储能变流器在微电网中的控制策略研究[J]. 林晓冬,雷勇. 电网技术. 2018(05)
[7]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)
[8]考虑电网阻抗影响的光伏并网逆变器稳定性与谐振分析及设计[J]. 解宝,周林,郝高锋,谢星宇,郑堃. 中国电机工程学报. 2018(22)
[9]改进SOC下垂控制的分布式储能系统负荷电流分配方法[J]. 李鹏程,张纯江,袁然然,阚志忠,陈宇飞. 中国电机工程学报. 2017(13)
[10]电池储能变换器弱电网运行控制与稳定性研究[J]. 桑顺,高宁,蔡旭,李睿. 中国电机工程学报. 2017(01)
博士论文
[1]LCL滤波的并网逆变系统及其适应复杂电网环境的控制策略[D]. 王要强.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]线性自抗扰控制器在LCL型并网逆变器系统中的应用研究[D]. 陶帮正.华南理工大学 2019
[2]基于DQ阻抗的储能AC-DC变换器建模与分析[D]. 盛绍鹏.广西大学 2018
[3]非理想电网下的储能功率变换器控制策略研究[D]. 张海东.北方工业大学 2018
[4]基于序阻抗的储能PCS并网逆变器稳定性研究[D]. 陈瑀锌.广西大学 2017
[5]LCL型储能变流器控制策略研究[D]. 彭昊杰.哈尔滨工业大学 2017
[6]储能变流器的自适应控制研究[D]. 单海超.电子科技大学 2016
[7]一种改进型双向Z源储能变流器研究[D]. 樊辉.北京理工大学 2016
[8]弱电网下前馈解耦控制对变流器电流控制稳定性影响的复矢量分析[D]. 黄金.华中科技大学 2015
[9]两级式PCS独立运行及主动脱网切换控制研究[D]. 蒋顺平.华中科技大学 2014
本文编号：3285905
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
储能变流器的仿真模型
108T。电压电流采样电路使用科海公司的传感器模块，电流采样传感器型号是KT50A/P和HCT206B，电压采样传感器型号是KV50A/P和HPT205A。控制电路将在后文进行详细地介绍。使用下载器XDS100V1完成控制程序的在线调试以及烧录。监测装置包括一台泰克2000B四通道混合信号示波器和一台日置3196电能质量分析仪以及若干电流采样传感器夹。储能电池由34组松下公司的阀控式铅酸电池构成。使用了若干电抗器和电容器构成LCL型滤波器以及弱电网电感。电阻器起到上电缓冲和消耗电容能量的作用。空气开关控制部分电路的通断。整个实验平台如图6-1所示。图6-1储能变流器硬件实验平台
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-61-图6-2储能变流器的控制电路板本课题用到的LADRC-CD控制算法以及PI-CD控制算法、锁相环PLL计算算法、Park坐标变换算法等均由核心控制器TMS320F2812芯片编程实现。CPLD控制器主要用于实现PWM控制脉冲信号死区加入以及控制按键的功能。TMS320F2812中编写的主程序流程如图6-3所示。复位？开始系统初始化内存初始化中断初始化ADC初始化PIE初始化EV模块初始化GPIO模块初始化变量初始化否是故障？是否while循环图6-3储能变流器的DSP主程序流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及并网电流控制影响的弱电网下LCL滤波器参数优化设计[J]. 岳惠,杨洪耕. 电测与仪表. 2019(23)
[2]线性自抗扰控制器的噪声抑制改进研究[J]. 张敏捷,杨雷,侯砚泽,石泳,左光. 宇航学报. 2019(07)
[3]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)
[4]线性自抗扰控制的适用性及整定[J]. 周蓉,韩文杰,谭文. 控制理论与应用. 2018(11)
[5]采用阻抗分析方法的并网逆变器稳定性研究综述[J]. 陈新,王赟程,龚春英,孙建,何国庆,李光辉,汪海蛟. 中国电机工程学报. 2018(07)
[6]SMES/BESS储能变流器在微电网中的控制策略研究[J]. 林晓冬,雷勇. 电网技术. 2018(05)
[7]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)
[8]考虑电网阻抗影响的光伏并网逆变器稳定性与谐振分析及设计[J]. 解宝,周林,郝高锋,谢星宇,郑堃. 中国电机工程学报. 2018(22)
[9]改进SOC下垂控制的分布式储能系统负荷电流分配方法[J]. 李鹏程,张纯江,袁然然,阚志忠,陈宇飞. 中国电机工程学报. 2017(13)
[10]电池储能变换器弱电网运行控制与稳定性研究[J]. 桑顺,高宁,蔡旭,李睿. 中国电机工程学报. 2017(01)
博士论文
[1]LCL滤波的并网逆变系统及其适应复杂电网环境的控制策略[D]. 王要强.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]线性自抗扰控制器在LCL型并网逆变器系统中的应用研究[D]. 陶帮正.华南理工大学 2019
[2]基于DQ阻抗的储能AC-DC变换器建模与分析[D]. 盛绍鹏.广西大学 2018
[3]非理想电网下的储能功率变换器控制策略研究[D]. 张海东.北方工业大学 2018
[4]基于序阻抗的储能PCS并网逆变器稳定性研究[D]. 陈瑀锌.广西大学 2017
[5]LCL型储能变流器控制策略研究[D]. 彭昊杰.哈尔滨工业大学 2017
[6]储能变流器的自适应控制研究[D]. 单海超.电子科技大学 2016
[7]一种改进型双向Z源储能变流器研究[D]. 樊辉.北京理工大学 2016
[8]弱电网下前馈解耦控制对变流器电流控制稳定性影响的复矢量分析[D]. 黄金.华中科技大学 2015
[9]两级式PCS独立运行及主动脱网切换控制研究[D]. 蒋顺平.华中科技大学 2014
本文编号：3285905
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