基于重复控制理论的光伏并网逆变器输出控制的研究

摘要

随着科学技术和工业化程度的进一步发展，能源短缺、环境污染已经成为当今社会研究的主要课题。资源丰富、洁净无污染的太阳能作为一种新能源，其应用越来越广泛，尤其是光伏并网发电技术发展非常迅速。
　　 为了保证光伏并网发电系统能够正常、稳定、安全、高效的运行，最大功率跟踪、逆变输出、孤岛保护等控制技术是必不可少的。本文通过深入学习各种逆变输出控制技术理论，最终确定采用以重复控制为基础的复合式控制策略对逆变输出电流进行控制，以达到系统输出与电网电压同频同相、谐波分量少，波形质量较好的并网电流。本文主要内容包括以下三个方面：
　　 1.对三相逆变器拓扑结构和L、LC、LCL滤波器进行了深入的分析，选择适合三相光伏并网的主电路结构，对三种电流跟踪方法进行了详细的分析和对比，通过仿真实验，确定了本系统适合的电流跟踪控制方法。
　　 2.针对影响并网电流质量的主要原因，采取重复控制策略，并对重复控制器内部结构和系统性能进行了详细的分析。
　　 3.本文设计了两种复合式控制方法，一种是状态反馈极点配置与重复控制相结合的控制方法；一种是经典PI控制与重复控制相结合的控制方法。在电网电压前馈控制的基础上配以两种控制方法，运用simpowersysterms工具箱，分别进行了仿真，取得良好的并网逆变控制效果。仿真的结果充分的说明了这两种控制策略的正确性和可行性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 世界太阳能光伏发电产业概述

1.2.1 世界太阳能光伏发电现状与展望

1.2.2 国内光伏发电发展现状和展望

1.3 光伏并网发电系统

1.3.1 概述

1.3.2 光伏并网系统的控制系统

1.4 本文的主要研究内容

第二章 光伏并网逆变器的拓扑及输出电流跟踪控制策略

2.1 三相光伏并网逆变器的拓扑结构

2.1.1 三相光伏并网逆变器常见拓扑

2.1.2 本文中选择的拓扑结构及建模

2.2 光伏并网逆变器输出电流跟踪控制策略

2.2.1 滞环比较法

2.2.2 定时比较控制方法

2.2.3 三角波比较法

2.2.4 本文所采用的跟踪控制方法

2.3 影响波形畸变的原因

2.3.1 死区时间对波形的影响

2.3.2 开关管固有特性对波形的影响

2.4 本章小结

第三章 重复控制理论的研究

3.1 内模原理

3.2 重复控制的基本思想

3.3 重复控制系统的基本结构

3.3.1 重复控制器内模

3.3.2 补偿器

3.4 重复控制器性能的分析

3.4.1 稳定性分析

3.4.2 扰动抑制特性分析

3.4.3 误差收敛速度分析

3.4.4 稳态误差特性分析

3.5 本章小结

第四章 基于重复控制理论的复合式控制策略

4.1 电压的前馈控制

4.1.1 电网电压对并网电流的影响

4.1.2 电网电压的前馈控制

4.2 重复控制与极点配置相结合的复合控制方案

4.2.1 复合控制的基本结构

4.2.2 极点配置设计

4.2.3 重复控制器的设计

4.2.4 电网电压对并网电流的影响

4.3 PI控制与重复控制相结合

4.3.1 复合控制的结构框图

4.3.2 PI控制器

4.3.3 重复控制器的设计

4.4 本章小结

第五章 仿真实验与结果

5.1 极点配置与重复控制仿真与结果

5.1.1 电压前馈与极点配置仿真图

5.1.2 复合控制仿真图

5.2 PI控制与重复控制仿真与结果

5.2.1 电压前馈与PI控制作用时仿真及结果

5.2.2 复合式控制仿真及结果

5.3 两种复合方法的比较

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢