光伏并网逆变器的自抗扰电流跟踪控制.pdf

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1、@第203122卷年第33月期电力自动化设备V01．32No．3ElectricPowerAutomationEquipmentMar．2012光伏并网逆变器的自抗扰电流跟踪控制蔡斌军．朱建林(1．湖南工程学院电气信息学院，湖南湘潭411101；2．湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105)摘要：为了使交流电网的输出电流能够更好地跟踪电网电压，并实现最大功率点跟踪控制．分析了光伏并网逆变器的工作原理与控制原理，讨论了自抗扰控制器的控制和参数整定。在此基础上。设计了一种基于自抗扰控制器的并网逆变器电流跟踪控制方法。通过对电流的闭环跟踪

2、控制．实现了单位功率因数运行并向电网馈送电能和电网电流对电网电压的跟踪。实验研究结果表明。采用自抗扰控制器，输出电流、电压稳定快速、超调小，能有效抑制各种扰动。而且系统的启动性能与稳定性能都要优于常规控制器．从而提高了系统的鲁棒性。关键词：并网；逆变器；自抗扰控制；电流控制；鲁棒性中图分类号：TM464：TM615文献标识码：A文章编号：1006—6047(2012)03—0104—05DC／DC升压后得到高压直流电源。输出控制采用0引言电流型全桥逆变电路．通过控制电感电流的频率和相进入21世纪后．如何在有限的能源和环境保护位来跟踪电

3、网电压的频率和相位．使输出保持为正弦的双重制约下发展经济已经成为各国关心的热点问信号，从而达到并网运行的目的。其工作原理如图1题z-太阳能作为最具前景的可再生能源．光伏发所示。电是最重要的提供能源的形式并网逆变器是再生能源发电系统与电网的接口．在并网发电中起到关键作用，文献『3]采用全桥电路构成逆变器直接并网，一三LLR电并用单周控制实现单位功率因数．控制结构简单，但C一lI网器件较多，增加了系统成本；文献[4]采用单周控制侧实现了单位功率因数和有功、无功的独立可调，但输出电压不能高于输人电压。应用范围受到了限制：文献『5—6]设计了

4、实际的并网逆变器，但电路采用了交图1并网逆变器的系统组成Fig．1SystemcompositionofPVsrid-connectedinverter直交2级结构，增加了系统的复杂性；文献『7]提出了重复控制和电网电压前馈控制相结合的复合控制图中并网逆变器输出高频SVPWM电压．￡和策略．抵消周期性的负载扰动，改善了稳态情况下的R分别为滤波电感和线路的等效电阻。主电路逆变并网电流波形，但增加了并网逆变电流的总谐波畸变。桥左右桥臂分别加上相位差为180。的SVPWM脉因此．本文提出一种基于自抗扰控制器(ADRC)并网冲．经交流侧滤波电

5、路滤除高频信号后．向电网馈入逆变器的电流跟踪控制策略．该控制方法能够很好地同频同相的正弦波电流抑制各种扰动；并具有启动快速、性能可靠、鲁棒性强、1．2并网逆变器的控制原理响应速度快、不依赖被控对象的数学模型等优越性。一般的并网逆变器控制主要分为对输出电压控制、输出电流控制和最大功率点跟踪(MPPT)。目前1光伏并网逆变器的工作原理与控制原理主要控制方法有：滞环电流控制、双闭环控制、空间1．1并网逆变器的工作原理矢量控制、无差拍控制和重复控制等E8·1o]。滞环电流并网逆变器将可再生能源产生的直流电变换控制技术是根据电流跟踪偏差来决定功

6、率器件的开为正弦交流电。经过滤波后输送到交流电网。输入关状态的一种控制方法．该方法具有实时性．其输出采用电压源方式，由低压直流(光伏阵列组件)经过电流响应快，输出电压、电流波形不含特定次谐波等收稿日期：2011—01—20；修回日期：2011—12—3O优点．但功率器件的开关频率不固定．增加了系统参基金项目：湖南省教育厅科研项目(09C261)数设计的难度：双闭环控制是采用电压、电流环控制ProjectsupposedbytheScientificResearchFoundationofHunanProvincialEducation

7、Department(09C261)来实现直流电压的稳定。调节并网电流的幅值，具有第3期蔡斌军，等：光伏并网逆变器的自抗扰电流跟踪控制固定的开关频率．系统容易设计．但在开关频率不够量误差．误差量送人NLSEF运算后与来自ESO的补高的情况下．电流动态响应相对较慢，电流动态偏差偿量求和，最终得到被控对象的控制量。随电流变化率的变化相应地变化由于自抗扰控制根据系统的时间尺度来划分对电网跟踪控制设计的最终目的就是将直流电能象．所以在控制器设计时，不用考虑系统的线性或非发送到电网上去．即要求输出电流与电网电压同频同线性、时变或时不变，这样就使

8、控制器设计得到了极相．且功率因数为1．本文中系统采用小惯性电流跟大简化踪控制方法．以固定开关频率的直接电流反馈控制进2．2ADRC参数整定行电流内环设计图2为电流跟踪控制并网控制下面给出一阶ADRC方程。原理图．通过采集