LCL型并網(wǎng)逆變器自抗擾電流控制研究
發(fā)布時間：2020-12-05 02:08
隨著可再生能源在當今社會能源系統(tǒng)中的比重日益增大和人類對環(huán)境保護意識的增強,以太陽能、風能為主的可再生能源的分布式發(fā)電技術得到了飛速的發(fā)展。并網(wǎng)逆變器是應用可再生能源的關鍵設備,它將太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等產生的電能饋入到電網(wǎng)。本文針對并網(wǎng)逆變器電流控制技術展開了研究。首先,以LCL型并網(wǎng)逆變器作為研究對象,對LCL型并網(wǎng)逆變器的諧振、電網(wǎng)電壓擾動以及數(shù)字控制時延問題的產生機理進行了闡述,并且針對這些問題的常用解決方案進行了分析,比較了各種方法的優(yōu)點和不足。然后,針對LCL型并網(wǎng)逆變器的諧振阻尼、電網(wǎng)電壓擾動和數(shù)字控制時延問題,提出了基于自抗擾控制（ADRC,active disturbance rejection control）的LCL型并網(wǎng)逆變器電流控制方法。在分析ADRC控制技術原理的基礎上,設計ADRC電流控制器,實現(xiàn)諧振阻尼和擾動抑制,輸出電流跟蹤給定的參考電流。通過仿真驗證了ADRC控制方法的有效性。與基于比例積分（PI,proportional-integral）和電容電流反饋有源阻尼的控制方法相比,基于ADRC的LCL型并網(wǎng)逆變器電流控制和諧波抑制能力更優(yōu),且無需額外的...
【文章來源】：湖南師范大學湖南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：53 頁
【學位級別】：碩士
【圖文】：
018年各國或地區(qū)對一次能源消費增長的貢獻[3]
碩士學位論文2劇，人類的居住環(huán)境也愈加惡劣。圖1.2各國二氧化碳總排放和人均排放情況[3]能源的可持續(xù)供給、世界環(huán)境保護等問題是全世界人類所面臨的重大挑戰(zhàn)，中國作為全球最大的能源消費國任重道遠。為了能夠更好的應對全球的能源緊缺和環(huán)境污染問題，世界經(jīng)濟發(fā)達國家在制定和實施全球節(jié)能低碳減排發(fā)展戰(zhàn)略，并積極探索各種可再生能源和新型清潔能源的發(fā)展和利用方法。2018年全球可再生能源占比增長14.5%，其中光伏發(fā)電增長量達到3000萬噸石油當量，僅低于風力發(fā)電（3200萬噸油當量），可再生能源環(huán)比增長40%。其中，我國可再生能源增量約為3200萬噸石油當量，超過了亞太經(jīng)合組織的可再生增量能源總和（2600萬噸石油當量）[1]。可以看出，我國正在積極努力發(fā)展新型可再生能源，尤其是光伏發(fā)電和風力發(fā)電。在可預見的時間內，光伏發(fā)電等可再生能源在應對能源緊缺和環(huán)境問題中扮演的角色將日益重要。美國是最早的研究與制定使用光伏產品與技術標準的發(fā)達國家,美國光伏行業(yè)在美國的技術革新與美國政府的激勵投資補償政策的雙重支持和刺激下，多年來一直保持了高速增長。隨著《巴黎協(xié)定》簽署生效，以及各個國家能源危機的出現(xiàn)，世界各個國家都在積極的推廣可再生能源發(fā)電。據(jù)我國國家統(tǒng)計局2018年數(shù)據(jù)，世界光伏裝機容量增長迅速，其中新增裝機容量達到102GW，總光伏裝機容量達到405GW。歐盟委員會聯(lián)合研究中心預測，到2030年，全球光伏發(fā)電在全球供應上的占比將增加到10%。估計到本世紀末，光伏發(fā)電產能將占到全球發(fā)電總量的60%以上。各國對可再生能源開發(fā)利用的大力支持和投入，使得可再生能源發(fā)電技術的研究成果比以前任何時候都豐富。2019年國家能源局發(fā)布了《關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項的通知》[4]，明確優(yōu)先
碩士學位論文162.3數(shù)字控制時延及其影響事實上，控制算法大多都是通過數(shù)字控制器來實現(xiàn)，而數(shù)字控制器都存在時延問題，因此連續(xù)模型下得到的一些結論在數(shù)字控制的條件下不一定成立。數(shù)字控制產生時延的原理如圖2.9所示。假設逆變器的開關頻率為swf，為了降低開關噪聲，通常在三角載波的波峰和波谷對電流信號進行采樣，因此采樣頻率（控制頻率）=2sswff。為了避免調制信號和載波信號的重復交結，k時刻的采樣信號通過控制算法計算后得到調制信號，該調制信號將在k+1時刻更新，因此將產生1個控制周期的時延=1/ssTf，稱之為計算延時。此后該調制信號在下一個采樣周期內將保持常數(shù)，該過程可用零階保持器描述如下，1()=sssTsTholdseGsTes（2-11）由此可知零階保持器將產生0.5個控制周期的時延，稱之為PWM調制時延。綜合可知，數(shù)字控制器通常會產生1.5個控制周期的時延，該時延將對系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生影響。圖2.9數(shù)字控制時延產生原理為了考慮更為實際的情況，即數(shù)字控制器時延以及電感寄生電阻，可得到LCL濾波器的連續(xù)域方框圖和傳遞函數(shù)如下，KPWMvinv(s)+-+-+-iC(s)vC(s)i2(s)vg(s)··i1(s)1sCvr(s)1.5ssTe111sL+R221sL+R圖2.10考慮數(shù)字時延時的LCL濾波器連續(xù)域方框圖
本文編號：2898669
【文章來源】：湖南師范大學湖南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：53 頁
【學位級別】：碩士
【圖文】：
018年各國或地區(qū)對一次能源消費增長的貢獻[3]
碩士學位論文2劇，人類的居住環(huán)境也愈加惡劣。圖1.2各國二氧化碳總排放和人均排放情況[3]能源的可持續(xù)供給、世界環(huán)境保護等問題是全世界人類所面臨的重大挑戰(zhàn)，中國作為全球最大的能源消費國任重道遠。為了能夠更好的應對全球的能源緊缺和環(huán)境污染問題，世界經(jīng)濟發(fā)達國家在制定和實施全球節(jié)能低碳減排發(fā)展戰(zhàn)略，并積極探索各種可再生能源和新型清潔能源的發(fā)展和利用方法。2018年全球可再生能源占比增長14.5%，其中光伏發(fā)電增長量達到3000萬噸石油當量，僅低于風力發(fā)電（3200萬噸油當量），可再生能源環(huán)比增長40%。其中，我國可再生能源增量約為3200萬噸石油當量，超過了亞太經(jīng)合組織的可再生增量能源總和（2600萬噸石油當量）[1]。可以看出，我國正在積極努力發(fā)展新型可再生能源，尤其是光伏發(fā)電和風力發(fā)電。在可預見的時間內，光伏發(fā)電等可再生能源在應對能源緊缺和環(huán)境問題中扮演的角色將日益重要。美國是最早的研究與制定使用光伏產品與技術標準的發(fā)達國家,美國光伏行業(yè)在美國的技術革新與美國政府的激勵投資補償政策的雙重支持和刺激下，多年來一直保持了高速增長。隨著《巴黎協(xié)定》簽署生效，以及各個國家能源危機的出現(xiàn)，世界各個國家都在積極的推廣可再生能源發(fā)電。據(jù)我國國家統(tǒng)計局2018年數(shù)據(jù)，世界光伏裝機容量增長迅速，其中新增裝機容量達到102GW，總光伏裝機容量達到405GW。歐盟委員會聯(lián)合研究中心預測，到2030年，全球光伏發(fā)電在全球供應上的占比將增加到10%。估計到本世紀末，光伏發(fā)電產能將占到全球發(fā)電總量的60%以上。各國對可再生能源開發(fā)利用的大力支持和投入，使得可再生能源發(fā)電技術的研究成果比以前任何時候都豐富。2019年國家能源局發(fā)布了《關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項的通知》[4]，明確優(yōu)先
碩士學位論文162.3數(shù)字控制時延及其影響事實上，控制算法大多都是通過數(shù)字控制器來實現(xiàn)，而數(shù)字控制器都存在時延問題，因此連續(xù)模型下得到的一些結論在數(shù)字控制的條件下不一定成立。數(shù)字控制產生時延的原理如圖2.9所示。假設逆變器的開關頻率為swf，為了降低開關噪聲，通常在三角載波的波峰和波谷對電流信號進行采樣，因此采樣頻率（控制頻率）=2sswff。為了避免調制信號和載波信號的重復交結，k時刻的采樣信號通過控制算法計算后得到調制信號，該調制信號將在k+1時刻更新，因此將產生1個控制周期的時延=1/ssTf，稱之為計算延時。此后該調制信號在下一個采樣周期內將保持常數(shù)，該過程可用零階保持器描述如下，1()=sssTsTholdseGsTes（2-11）由此可知零階保持器將產生0.5個控制周期的時延，稱之為PWM調制時延。綜合可知，數(shù)字控制器通常會產生1.5個控制周期的時延，該時延將對系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生影響。圖2.9數(shù)字控制時延產生原理為了考慮更為實際的情況，即數(shù)字控制器時延以及電感寄生電阻，可得到LCL濾波器的連續(xù)域方框圖和傳遞函數(shù)如下，KPWMvinv(s)+-+-+-iC(s)vC(s)i2(s)vg(s)··i1(s)1sCvr(s)1.5ssTe111sL+R221sL+R圖2.10考慮數(shù)字時延時的LCL濾波器連續(xù)域方框圖
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