基于無源理論的光伏逆變器控制策略研究.pdf

1、隨著近年來光伏滲透率的提高，接入大量光伏的強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)所處的運(yùn)行環(huán)境越來越復(fù)雜，這為光伏逆變器的控制帶來了一定的困難。首先強(qiáng)電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境越來越呈現(xiàn)出弱電網(wǎng)特性，較大的電網(wǎng)線路阻抗將使逆變器的控制性能降低。其次電網(wǎng)電壓存在波動，傳統(tǒng)線性策略在不改變控制參數(shù)的情況下，并不能保證逆變器具有較好的輸出電能質(zhì)量。最后，光伏逆變器在離網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境下，存在負(fù)載未知、負(fù)載波動等較復(fù)雜的控制情況。因此針對單相光伏逆變器研究一種魯棒性強(qiáng)的控制算法具有極其重

2、要的實際意義。
　　無源控制算法作為一種非線性控制算法，以其簡單的控制律和較強(qiáng)的魯棒性受到越來越多的關(guān)注。無源控制是一種基于系統(tǒng)能量的全局控制方式，具體通過阻尼注入和能量成型實現(xiàn)控制目標(biāo)跟蹤。
　　首先，本文以單相光伏逆變器為應(yīng)用對象，分別針對強(qiáng)電網(wǎng)、弱電網(wǎng)和離網(wǎng)這三種不同運(yùn)行環(huán)境，設(shè)計逆變器的無源控制器。本文重點(diǎn)分析研究基于歐拉-拉格朗日模型的無源控制方法。首先分析逆變器結(jié)構(gòu)并確定控制目標(biāo)。接下來建立系統(tǒng)的歐拉-拉格朗日模

3、型，并完成逆變器無源性的判斷。之后通過阻尼注入的方式完成無源控制器的設(shè)計。接下來對所設(shè)計的控制器從穩(wěn)態(tài)性能、暫態(tài)性能以及魯棒性三個方面進(jìn)行性能分析，其中強(qiáng)電網(wǎng)下重點(diǎn)關(guān)注阻尼系數(shù)的影響，同時給出阻尼系數(shù)的選取原則，并分析控制器對輸出濾波電感感值估計誤差的魯棒性；弱電網(wǎng)下重點(diǎn)關(guān)注線路阻抗參數(shù)的影響；離網(wǎng)下重點(diǎn)關(guān)注負(fù)載的影響，并分析控制器對負(fù)載估計誤差的魯棒性。最后對所提出的控制算法進(jìn)行仿真驗證，在驗證有效性的同時重點(diǎn)檢驗其對系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)變化