带状态观测的储能系统增广状态反馈离网控制.pdf

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1、第47卷第9期电力电子技术Vo1．47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013带状态观测的储能系统增广状态反馈离网控制赵玲，张建兴，(1．许继电源有限公司，河南许昌461000；2．华中科技大学，电气与电子工程学院，湖北武汉430074)摘要：为提高储能系统(PCS)的离网控制性能，提出一种带状态观测器的储能系统增广状态反馈离网控制策略。状态观测器可准确观测PCS输出电压和电流，基于带增广矩阵的状态反馈控制器通过增加一个状态量，使状态方程增加一阶，可提高控制系统的稳态性能，

2、实现无稳差跟踪控制。仿真和实验结果表明该控制策略与传统的比例积分(PI)控制相比，控制快速、准确，在负载切换时系统仍能保持很好的稳定性且无超调现象。关键词：储能系统：状态观测器：增广矩阵中图分类号：TM571文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2013)09—0086—03IslandedOperationStrategyforPowerControlSystemBasedonState．feedbackIntegralControlWithState．observerZHAOLing，ZHANGJian—

3、xing，(1．XJPowerCo．，Ltd．，Xuchang461000，China)Abstract：Anislandoperationstrategybasedonastateobserverandfeedbackisdevelopedtoimprovecontrolperfor—manceofpowercontrolsystem(PCS)．Thestateobservercanobservethevoltageandcurrentprecisely．Byincreasingastatevariable，th

4、estate—feedbackintegralcontrollercanimprovethesteady—stateperformanceandimplementthecon—trolwithzero．steady—stateerror．Simulationandexperimentalresultsshowthatthecontrollergivesfaster．moreaccurateresultsthantraditionalpmpo~ion—integral(PI)controllers．Thesystem

5、isshowntoremainstableandsmallerovershootwhenloadsswitching．Keywords：powercontrolsystem；stateobserver；augmentedmatrixFoundationProject：SupposedbyNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)(No．2010AA052297)1引言调，不易满足系统性能要求。而近年来提出的一些新的控制

6、算法(如神经网络控制、模糊控制等)太风力发电、光伏等可再生能源发电作为最具复杂，不利于工程实。大规模开发及应用前景的发电方式，其技术日趋此处提出一种带状态观测器的储能系统增广成熟．逐渐被广泛应用【卜1。可再生能源的间歇性、状态反馈离网控制策略。通过增加观测的状态变波动性和随机性将严重影响电网的稳定性、电能量，使状态方程增加一阶以提高控制系统的稳态质量及经济性『3_。PCS作为解决上述问题的有效性能，实现无稳差跟踪控制。该方法简单、易实现、措施之一，能平滑有功功率波动．调节无功功率，提高了系统的稳定性．理论分析和仿真

7、、实验结果同时还能在电网故障时独立运行给负载供电。因验证了该方法的可行性。此，储能系统离网控制策略将成为储能技术领域研究的热点之一‘。2PCS主电路数学模型传统储能系统离网控制采用电流内环、电压PCS主电路主要由电池、AC／DC变流器、LCL外环的PI双环控制策略，该控制策略不能很好地滤波器、隔离变压器、负载组成，如图1所示，，兼顾动态响应和抗干扰能力的要求，在空载与满Ci分别为电池输入电感和电容，“，／Z，M为变流载切换过程中由于存在积分环节会产生较大的超器输出桥臂电压；r为变流器输出等效阻尼电阻；，J为变流器单

8、相输出滤波电感；C为变流器输出滤波电容；U凸，凸，M＆为变流器输出电容电压；输基金项目：国家863高技术基金项目(2010AA052297)出端接隔离变压器采用星形或三角形接法；变流定稿日期：2013—04—26作者简介：赵玲(1985一)，女，山西人，硕士，研究方向为器输出加阻感性负载．￡。为负载等效电感，R为负电能质量控制技术和大规模储能技术。载等效电阻