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分布式光伏发电系统中的非线性控制

2015-11-18 08:05:11 点击:559

前面介绍的各种控制策略都是基于线性系统的。而分布式光伏发电系统中的并网逆变器本身由于电力电子器件的存在,它是一种强耦合、时变的非线性系统。正如前面介绍的那样,采用线性控制的手段控制逆变器,必须先提取逆变器的数学模型,并进行线性化。在这些过程中必须采取大量的近似和简化,因此最终得到的数学模型与实际系统存在非常大的偏差。为此,出现了非线性控制方法。非线性控制方法也有两种思路,一种是不需要提取数学模型,把逆变器当做“黑箱”,只对需要控制的信号实施直接的控制手段,滞环控制就是这种思路的典型方法;另一种是仍要提取数学模型,但无须对数学模型进行线性化近似,直接对非线性的数学模型采取控制,变结构控制是这种思路的典型方法。


单周期控制:
单周期控制是一种优秀的跟踪控制策略。采用单周期控制实现三相逆变器并网,有以下优点:①控制电路结构简单(复位积分器和一些线性逻辑器件),②动态响应快;③开关损耗低。在同一时间内,逆变器六开关只有两个开关作,整流器六开关有四个动作。
对于并网型逆变器,要求输出电流畸变率低、功率因数高。一般方法是控逆变器输出电流和电网电压同相,通过减小无功输出功率来达到最大有功功输出。
变结构控制:
变结构控制是一种非线性控制策略,广泛应用于各种控制系统中。变结构控制的非线性表现为控制的不连续性,而且在控制过程中不断地改变。变结构控制的通常法则是:每当系统相空间中的运动点穿越莱些曲面(超曲面)时,就改变系统的结构。而这些曲面的形状本质上取决于控制对象的类型。对于电力电子变换器而言,每种开关状态的组合对应着不同的电路结构,开关动作就是从某一种电路结构到另一种电路结构的穿越。这与变结构控制的基本法则非常相似,因此变结构控制非常适用于电力电子变换器。变结构控制中最常用的是滑模控制。