基于自抗扰控制技术的并网光伏系统研究

【摘要】：并网光伏发电系统受外界因素影响大，抗扰能力差。环境变化、电网波动、以及模型参数不确定等因素都会影响到输出电能的质量和系统的运行效率。基于光伏系统的这些特性，本论文采用对系统内外扰具有较强抗干扰能力的自抗扰控制技术对其进行了相关的研究分析。具体工作如下： 首先，在详细剖析了自抗扰控制技术各部分算法的基础上，构造了参数整定工作相对简单的线性化自抗扰控制技术。在此基础上，采用双闭环控制策略，对光伏系统进行了并网控制仿真验证。其中，外环电压环采用自抗扰控制技术，用于维持直流侧电压的稳定，内环电流环采用瞬时值电流控制，用于实现并网逆变。之后和同种条件下的PI控制效果做了比较，结果表明应用自抗扰控制技术能得到更好的控制效果，体现出该技术在光伏系统中的控制优势及应用前景。 其次，针对光伏并网发电系统易受外界影响，是典型的非线性系统，存在许多未知干扰等特性，人为设置了扰动（即改变外界光照条件），利用自抗扰控制技术不依赖系统精确模型，在未知强非线性和不确定强干扰作用下仍能保证控制精度的特性，对光伏系统进行了抗干扰仿真验证，并且给出了理论上的证明分析。之后，进一步提出可以将该技术应用于将无功补偿和谐波治理集于一体的光伏功率调节系统中，并在理论上给出了详细的分析，拓宽了自抗扰控制技术在光伏并网发电系统中的应用范围。 【关键词】：光伏发电 自抗扰控制技术 并网控制 抗扰分析 光伏功率调节系统
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题来源及研究意义9-10
• 1.2 光伏发电发展现状10-12
• 1.2.1 光伏发电国外发展现状10-12
• 1.2.2 光伏发电国内发展现状12
• 1.3 光伏发电系统研究12-15
• 1.3.1 光伏发电系统及其关键技术12-14
• 1.3.2 并网光伏系统研究14-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 第二章 自抗扰控制技术理论16-31
• 2.1 PID 控制及自抗扰控制技术（ADRC）的提出16-17
• 2.2 自抗扰控制技术17-27
• 2.2.1 跟踪微分器（TD）17-20
• 2.2.2 扩张状态观测器（ESO）20-23
• 2.2.3 非线性状态误差反馈律（NLSEF）23-26
• 2.2.4 仿真实例26-27
• 2.3 参数调整问题及参数化自抗扰控制技术（LADRC）的提出27-30
• 2.3.1 参数调整问题27-29
• 2.3.2 参数化自抗扰控制技术（LADRC）的提出29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 基于 ADRC 的光伏系统并网控制31-46
• 3.1 光伏发电系统并网控制原理31-35
• 3.1.1 光伏发电系统31-32
• 3.1.2 光伏发电系统控制分析32-33
• 3.1.3 光伏发电系统并网控制策略33-35
• 3.2 基于 ADRC 技术的光伏并网控制分析35-45
• 3.2.1 光伏并网控制拓扑结构的选取35-36
• 3.2.2 基于 ADRC 的光伏并网控制策略的选取分析36-37
• 3.2.3 直流侧光伏阵列输出的确定37-38
• 3.2.4 系统中各参数的设定选取38-40
• 3.2.5 控制系统设计40-43
• 3.2.6 系统仿真及分析43-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 基于 ADRC 的光伏系统抗扰分析及其在 PVPC 中的应用46-55
• 4.1 并网光伏系统对电网的影响及相关需求分析46-47
• 4.2 光照突变下的系统抗扰分析47-51
• 4.2.1 光照突变下的系统抗扰仿真47-49
• 4.2.2 理论分析49-51
• 4.3 基于 ADRC 的光伏功率调节系统51-54
• 4.3.1 光伏功率调节系统51-53
• 4.3.2 ADRC 在光伏功率调节系统中的应用53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 结论与展望55-57
• 5.1 工作总结55
• 5.2 未来工作展望55-57
• 参考文献57-61
• 发表论文和科研情况说明61-62
• 致谢62-63
• 附录自抗扰理论各部分算法程序63-67

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