基于混杂自动机模型的三相并网逆变器切换控制策略研究

《基于混杂自动机模型的三相并网逆变器切换控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于混杂自动机模型的三相并网逆变器切换控制策略研究ResearchonControlStrategyofThree-phaseCascadedGrid-connectedInverter学科专业：控制科学与工程作者姓名：郑宏宇指导教师：李冬辉教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要随着社会现代化和可持续发展的要求，太阳能、风能等清洁可再生能源发电技术得到了迅猛发展。并网逆变器作为可再生能源系统与电网的接口，其性能直接影响到发电系统输出电能质量，因此，针对并网逆变器的研究已成为当下热点。首先，针对三相并

2、网逆变器传统建模方法在建模过程中对逆变器模型进行近似线性化处理的过程而对逆变器整体性能的描述上存在不完整性，提出了采用混杂自动机模型对并网逆变器进行建模的方法，可以更加精确描述逆变器的暂态过程，从而更好的反映系统的动态特性。其次，针对传统并网控制策略中并网电流谐波大的问题，本文将改进的切换控制策略应用于三相并网逆变器的混杂自动机模型中。具体方法为：基于三相输入母线电压以及其与零之间的大小关系，将其划分为12个30°的等子区间对逆变器进行切换控制；同时，在每个30°的子区间内部再根据矢量脉宽调制的方法将逆变器的开关状态

3、分为八种后取其中三种在该区间内部进行切换控制，并采用逆变器输出的实时反馈电流值大小作为控制开关状态进行切换的边界条件。然后，针对采用李雅普诺夫稳定性分析法对混杂系统进行稳定性分析时存在的计算量大，标准李雅普诺夫函数不易确定的问题，采用有限时间稳定法对混杂切换系统进行稳定性分析。最后，基于上述的理论分析和研究，在Matlab2014a/Simulink仿真平台上搭建三相并网逆变器系统的仿真模型，首先对于三相并网逆变器的混杂自动机模型进行了仿真验证，仿真结构表明采用混杂自动机模型可以准确的对三相并网逆变器系统进行描述，且

4、可以更好的反应系统的动态性能。然后对改进切换控制策略的控制效果进行仿真分析，仿真结果表明使用本文设计的改进的控制策略对三相并网逆变器进行控制时，逆变器输出电流能够很好地跟踪参考电流，并网电流总谐波畸变率较小，低于0.50%，并且能够有效增强系统的抗干扰能力，逆变器具有较好的动态和稳态性能。同时也验证了本文所采用的有限时间稳定法对于系统稳定性分析的准确性。关键词：并网逆变器，混杂自动机模型，切换控制，有限时间稳定IABSTRACTWiththerequirementsofsocialmodernizationandsu

5、stainabledevelopment,thetechnologyofcleanandrenewableenergypowergeneration,suchassolarenergyandwindenergy,hasbeendevelopingrapidly.Astheinterfacebetweenrenewableenergysystemandgrid,theperformanceofgridconnectedinverterdirectlyaffectstheoutputpowerqualityofpower

6、generationsystem.Therefore,theresearchongridconnectedinverterhasbecomethecurrenthotspot.Firstofall,accordingtothetraditionalthree-phaseinvertermodelingmethodintheprocessofmodelingtheinvertermodeltoapproximatelinearizationprocessoftheoverallperformanceoftheinver

7、terisdescribedareincomplete,andputsforwardthemethodofusingthehybridautomatonmodelofinverter,canmoreaccuratelydescribethedynamiccharacteristicsofthetransientprocessoftheinverter,thusreflectingsystembetter.Secondly,inviewofthelargeharmoniccurrentinthetraditionalg

8、ridconnectedcontrolstrategy,theimprovedswitchingcontrolstrategyisappliedtothehybridautomatamodelofthree-phasegridconnectedinverter.Thespecificmethodis:thethree-phaseinputvol