基于線性二次型最優(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、內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點。文中以單相兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，深入分析其工作原理，分別建立了適于應(yīng)用線性二次型最優(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)電流波形校正等問題進行了全面系統(tǒng)的研究。
　　為實現(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態(tài)補償?shù)木€性二次型最優(yōu)

2、控制與模糊變步長擾動觀察法相結(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-賽德爾迭代算法改進了能根據(jù)外部溫度和光強變化調(diào)整輸出特性的光伏電池的四參數(shù)實用模型；提出一種基于模糊控制的變步長擾動觀察法，其改進之處在于，利用模糊控制實現(xiàn)變步長跟蹤，克服了傳統(tǒng)固定步長擾動觀察法跟蹤步長的設(shè)定無法兼顧跟蹤精度和響應(yīng)速度的問題；引入最小步長的計算公式，解決了光照強度突變引起的跟蹤方法失效問題。針對逆變器直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制問題

3、，根據(jù)最大功率跟蹤算法的階段性通過兩種控制方案來完成：當(dāng)光伏陣列輸出電壓未達到最大功率點時，以其電壓的變化量為主要擾動，基于動態(tài)補償器思想，將原問題轉(zhuǎn)化為無擾動系統(tǒng)的線性二次型最優(yōu)控制問題，從而抑制了由光照突降引起的逆變器直流側(cè)電壓跌落的問題；而當(dāng)光伏陣列工作于最大功率點時，首先將Boost變換器小信號非線性模型進行狀態(tài)反饋精確線性化，然后將基于動態(tài)補償?shù)木€性二次型最優(yōu)跟蹤技術(shù)應(yīng)用于變換后的線性系統(tǒng)的控制中，從而得到系統(tǒng)非線性最優(yōu)控制律

4、，以抑制二次側(cè)功率擾動及其它外部擾動。仿真結(jié)果驗證了所提控制方案的有效性。
　　針對基于LC濾波的整流負載引起的網(wǎng)側(cè)諧渡問題，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償器的動態(tài)-抗擾最優(yōu)極點配置與重復(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)；另一方面對所建立的基于伺服補償器的LCL型并網(wǎng)逆變器模型，首先利用極點配置獲得滿意的動態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)定性，然后利