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基于重复和PI复合控制的光伏并网逆变器研究
日期:2015-03-03   [复制链接]
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基于重复和PI复合控制的光伏并网逆变器研究

江苏大学电气信息工程学院的研究人员郑宏、蒋超等,在2014年第5期《电子器件》上撰文,并网逆变器的控制策略是光伏逆变器各个控制模块中最重要的环节,如何使得逆变器输出电流很好地跟踪电网电压,实现同频同相,输出波形质量更高是逆变器控制的关键。针对以上问题,对重复控制原理进行了深入的分析,设计PI闭环控制、重复控制以及重复和PI复合控制这3种控制方法对周期性扰动进行调节,并在MATLAB/Simulink环境中进行了仿真,取得良好的并网逆变控制效果。仿真结果充分地说明了重复和PI复合控制对周期性扰动有更好的抑制作用。

随着社会的发展,科技的进步,人类所消耗的资源越来越多,全球能源危机和环境污染问题的日益严重。太阳能以清洁、实用、易于大规模开发利用等优点越来越受到大家重视。

对于光伏并网逆变器的研究也越来越受到关注,而控制策略是逆变器最核心的技术。传统的PI 控制虽然能够提高系统的响应速度,在一定程度上保证输出电流的稳定,但当光伏系统受非线性负载和外部环境扰动的影响时,系统输出电流波形质量就变得较差。而基于内模原理的重复控制技术可以有效地抑制周期性干扰,增强系统稳定性,提高波形质量,但重复控制也存在动态响应慢的缺点。

针对光伏系统易受周期性扰动影响的特点,本文提出采用重复控制和PI控制复合控制的方法,吸取两者的优点,使系统获得良好的动态性能和稳态精度,降低了谐波含量。

结论


本文对PI闭环控制、重复控制以及重复和PI复合控制这3种控制方法进行了仿真,针对周期性扰动3种方法都较好的实现了输出电流与电网电压同频同相,在PI闭环控制下的输出电流动态响应快,但波形THD达3.82%;在重复控制下的输出电流动态响应滞后,但稳态精度较高,波形质量较好,THD为3.24%;在重复和PI复合控制下的输出电流不仅动态响应快,波形质量也高,THD 为2.54%。

3种方法的仿真比较得出,对于周期性扰动,PI闭环控制和重复控制各有优缺,结合二者优点,重复和PI复合控制是更为理想的控制方法。
 
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