【摘 要】
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能源危机是当今全球各国需要共同解决的问题,而新能源的发展成为解决能源危机的一种出路。近年来,新能源发电系统的装机容量逐年上升,同时,光伏发电系统的装机容量也随之上升。文中所研究的功率控制策略的控制对象是光伏发电系统的电压型并网逆变器。因此,它的功率控制策略主要的适用范围在大型光伏电站,建筑并网发电系统。文中首先对电压型并网逆变器建立数学模型。通过对比查表法直接功率控制策略(LUP-DPC)和预测直
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能源危机是当今全球各国需要共同解决的问题,而新能源的发展成为解决能源危机的一种出路。近年来,新能源发电系统的装机容量逐年上升,同时,光伏发电系统的装机容量也随之上升。文中所研究的功率控制策略的控制对象是光伏发电系统的电压型并网逆变器。因此,它的功率控制策略主要的适用范围在大型光伏电站,建筑并网发电系统。文中首先对电压型并网逆变器建立数学模型。通过对比查表法直接功率控制策略(LUP-DPC)和预测直接功率控制策略(P-DPC)的控制效果,发现了预测直接功率控制策略有静态误差小、响应快速和结构简单的优势。然后,通过对预测直接功率控制系统的分析研究发现:当系统有扰动时,即系统的线路参数与实际值有偏差时,预测直接功率控制系统出现静差。为了解决预测直接功率控制系统的鲁棒性弱的问题,引入了自抗扰控制器(ADRC)。通过对自抗扰控制器的分析发现:自抗扰控制器可以实现对不确定扰动,不确定对象的强鲁棒性控制。于是,文中提出将自抗扰控制器应用到预测直接功率控制系统来增强系统的鲁棒性。由于高阶的自抗扰控制器的响应速度远慢于原预测直接功率控制系统,因此采用一阶的自抗扰控制器保证系统的快速性。此外,一阶自抗扰控制器虽然将非线性跟踪-微分器(TD)换成P控制器,造成了功率控制量的超调与快速性的矛盾,但对系统的电流并没有明显的影响。而且一阶自抗扰控制器保留了扩张状态观测器(ESO)来保证控制系统对扰动的抑制。最后,基于MATLAB/Simulink和dSPACE半实物仿真系统分别对基于自抗扰的预测直接功率控制策略进行了仿真和实验验证。控制系统的仿真和实验结果证明了本文所提出的控制策略的可行性与实用性。
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