基于線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究.pdf

1、光伏并網(wǎng)發(fā)電作為一種具有廣闊前景的綠色能源已成為國(guó)、內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。文中以單相兩級(jí)式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，深入分析其工作原理，分別建立了適于應(yīng)用線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制技術(shù)的Boost變換器及基于LCL濾波器的逆變器的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)光伏陣列的最大功率跟蹤、逆變器直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制及并網(wǎng)電流波形校正等問(wèn)題進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究。
　　為實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤及逆變器直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制，文中提出了一種基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)木€(xiàn)性二次型最優(yōu)

2、控制與模糊變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀(guān)察法相結(jié)合的電流連續(xù)型Boost變換器的綜合控制策略。具體做法是：利用高斯-賽德?tīng)柕惴ǜ倪M(jìn)了能根據(jù)外部溫度和光強(qiáng)變化調(diào)整輸出特性的光伏電池的四參數(shù)實(shí)用模型；提出一種基于模糊控制的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀(guān)察法，其改進(jìn)之處在于，利用模糊控制實(shí)現(xiàn)變步長(zhǎng)跟蹤，克服了傳統(tǒng)固定步長(zhǎng)擾動(dòng)觀(guān)察法跟蹤步長(zhǎng)的設(shè)定無(wú)法兼顧跟蹤精度和響應(yīng)速度的問(wèn)題；引入最小步長(zhǎng)的計(jì)算公式，解決了光照強(qiáng)度突變引起的跟蹤方法失效問(wèn)題。針對(duì)逆變器直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制問(wèn)題

3、，根據(jù)最大功率跟蹤算法的階段性通過(guò)兩種控制方案來(lái)完成：當(dāng)光伏陣列輸出電壓未達(dá)到最大功率點(diǎn)時(shí)，以其電壓的變化量為主要擾動(dòng)，基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器思想，將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)擾動(dòng)系統(tǒng)的線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制問(wèn)題，從而抑制了由光照突降引起的逆變器直流側(cè)電壓跌落的問(wèn)題；而當(dāng)光伏陣列工作于最大功率點(diǎn)時(shí)，首先將Boost變換器小信號(hào)非線(xiàn)性模型進(jìn)行狀態(tài)反饋精確線(xiàn)性化，然后將基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)木€(xiàn)性二次型最優(yōu)跟蹤技術(shù)應(yīng)用于變換后的線(xiàn)性系統(tǒng)的控制中，從而得到系統(tǒng)非線(xiàn)性最優(yōu)控制律

4、，以抑制二次側(cè)功率擾動(dòng)及其它外部擾動(dòng)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提控制方案的有效性。
　　針對(duì)基于LC濾波的整流負(fù)載引起的網(wǎng)側(cè)諧渡問(wèn)題，文中在建立基于LCL濾波器的單相光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出了一種基于伺服補(bǔ)償器的動(dòng)態(tài)-抗擾最優(yōu)極點(diǎn)配置與重復(fù)控制相結(jié)合的新型復(fù)合控制策略：一方面利用重復(fù)控制器提高電流跟蹤精度和并網(wǎng)功率因數(shù)；另一方面對(duì)所建立的基于伺服補(bǔ)償器的LCL型并網(wǎng)逆變器模型，首先利用極點(diǎn)配置獲得滿(mǎn)意的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)定性，然后利