基于改进FCS-MPC的三相并网逆变器控制策略研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tangguorong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在新能源光伏发电并网系统中,三相并网逆变器是核心的装备,其性能的好坏直接关系到电网电能质量,所以三相并网逆变器控制策略的研究一直是研究的重点。为了解决三相并网逆变器的控制策略中的控制策略存在计算量大、计算过程存在延时和电流谐振谐振等问题,本文提出了两种控制策略进行解决。第一种,基于最优电压矢量控制的的有限控制集模型预测控制的三相并网逆变器控制策略(OVVS-FCS-MPC)。第二种,基于结构参数迭代计算的有限控制集模型预测控制的三相并网逆变器控制策略(ICSP-FCS-MPC)。根据研究文献得出,有限控制集模型模型预测控制(FCS-MPC)是当前应用到三相并网逆变器的一种智能控制方法,该控制方法本身具有较好自适应性、稳定性、鲁棒性。该控制策略不同于传统PI控制策略,应用FCS-MPC控制策略可避免传统PI控制策略中对PI控制器的参数整定和脉宽调制(PWM)控制,控制过程相对简单,可有效地抑制输出电流中存在的谐波问题,优化控制系统的静态跟踪和动态响应性能,最终获得电能质量最优的输出电流。首先,本文对三相并网逆变器的主拓扑结构进行介绍,然后建立三相并网逆变器输出电流在三相静止abc坐标系下、两相静止aβ坐标系、两相旋转dq坐标系下的动态方程。随后,对电流源型三相并网逆变器的控制策略进行深入研究。分析基于电流闭环的前馈解耦控制策略原理以及PI控制器的设计和调制环节。为解决这种基于传统电流闭环控制策略中输出电流的静态跟踪性能差,波形存在失真与超调,动态响应慢的问题提出采用模型预测电流控制策略代替传统PI电流闭环控制策略。依据在参考文献中归纳出的FCS-MPC控制策略的优势,应用FCS-MPC控制策略可以代替电流闭环的前馈解耦控制策略中的PI控制器和调制环节,有效地提升系统稳态跟踪和动态响应性能。其次,本文在实际应用FCS-MPC控制策略时发现,在应用传统FCS-MPC控制策略对输出电流进行控制时控制过程中存在计算延时问题和电流振荡问题,这些问题阻碍着输出电流实现稳态跟踪和动态响应的快速性。基于以上问题现提出一种基于OVVS-FCS-MPC的三相并网逆变器控制策略,采用两个采样周期预测值对延时问题产生的跟踪误差进行补偿。另外,该控制策略在采样周期中由一个电压矢量变成运用两个相邻的电压矢量,然后将两者与零电压矢量对控制电路的共同作用,从而消除电流振荡。为了减小开关频率,将电压矢量按作用先后排序得到最优电压矢量序列(OVVS)实现最优电压矢量控制。随后在Matlab/Simulink仿真平台中建立仿真模型,对所提出的该进型控制策略进行可行性验证,通过几组仿真结果对比得出结论,该FCS-MPC控制策略的稳态性能和电能质量更好。最后,为进一步简化计算量,提升控制策略的动态响应性能,提出一种基于ICSP-FCS-MPC的三相并网逆变器控制策略,控制目标依然是逆变器输出电流。针对控制系统中的结构参数R,L,Kd,Kq进行迭代计算分批跟新,从而提升控制系统的在阶跃响应时的性能,优化控制系统的动态性能。运用Matlab/Simulink仿真和实验平台得到的结果表明,该算法有很好的稳态跟踪效果,可以实现无误差跟踪控制性能。对于斜坡函数,由于算法中建立的二阶模型,控制系统可以实现对谐波函数的无差跟踪。对于阶跃响应,该算法响应迅速,几乎没有超调,仅在过度阶段存在短时间三相不平衡现象。所以,该控制策略的静态、动态特性均得到进一步优化。
其他文献
能源与家庭的日常生活和生存息息相关,是家庭中利用率最高的资源之一。如果不使用能源,人类将很难生存,尤其是在这个几乎所有领域和部门都处于多样化技术创新的时代。但是,自工业革命以来的过去几十年中,能源消耗引发了许多问题,需要更好,更体面的方式来进行能源的开采,利用和消耗。本研究将着重于使用当前技术来监测和减少家庭应用中的能源浪费,提出家庭能量管理系统。具体研究内容如下:(1)基于学者们的一般观察和研究
学位
光伏发电作为新能源开发领域的一个重要方面,得到了国内外众多学者的广泛关注。光伏并网逆变器作为连接太阳能电池阵列与公用电网的桥梁,是实现光伏发电系统安全、高效、稳定运行的关键。由于受气候变化等不确定因素的影响,光伏发电系统的输出功率具有典型的间歇性和波动性特征,通过蓄电池等存储装置及其控制能平抑光伏发电系统供电输出的随机性和间歇性,因此,储能技术在新能源发电系统中具有重要的地位和作用。(1)本文首先
学位
火灾是一种极其常见的自然灾害,火灾的预防与检测在许多场合下都显得尤为重要。传统的火焰探测器往往存在检测范围小,反应慢,设备易老化等缺陷,不能满足部分场合下的火灾检测与监控需求,而基于图像的火焰检测技术通过图像处理以及深度学习等相关方法进行画面中有无火焰的检测,可很好地避免传统火焰探测器的缺陷。针对火焰检测问题,本文设计了三种火焰检测算法,对它们的性能进行了对比分析,并构建了基于视频的火焰检测仿真系
学位
在二语习得研究中,外语课堂焦虑一直备受关注。研究者主要研究使用具体的策略来缓解学生的外语课堂焦虑,并且更关注教师在学习者学习过程中的作用。由于中国学校课堂人数较多,教师不容易关注到个人。所以,学习者使用自主管理策略在语言学习过程中具有重要意义。因此,本研究旨在研究中国高中生外语课堂焦虑与学习者自主管理策略的使用之间的相关性。本研究的研究问题是:(1)高中生的外语课堂焦虑的使用情况如何?(2)高中生
学位
随着个人拥有车辆的增多,伴随着交通负担的加重,自动驾驶技术应运而生,其出现理论上可以避免人由于疲劳、酒驾等人为原因造成的严重后果。尽管自动驾驶经过多年发展,由于一直使用传统控制,导致关键技术在现阶段存在不足,仍然不能达到完全商用的场合。人工智能在很多场合得到了广泛的应用,国内外高校、企业在自动驾驶领域进行了深入的研究,取得了重大的进步,同样存在一些问题。传统的模型预测控制有其天然的模型约束处理优势
学位
<正> 我们自1985年以来,用自拟“芪萸养脏汤”加减对虚寒久泻的100例患者进行治疗,同时按严密设计的程序及项目进行了观察总结,认为疗效良好,现总结报告如下: 一、一般资料本组100例中,男56例,女44例;15~17岁8例,18~30岁27例,31~40岁27例,41~50岁17例,51~60岁15例,61岁以上6例,平均年龄37.29岁;病程最短的60天,最长的30年;接受治疗前后均作了化验
期刊
学位
从古至今,通感隐喻吸引着中外研究者从各个角度对其进行解读,相关研究涉及至少生理学、心理学、文学、美学、修辞学以及语义学六大学科。受到认知语言学理论的影响,通感隐喻不再仅被视作一种语言现象或修辞手段,而是作为一种隐喻、一种认知方式成为研究的新角度。通感隐喻是指用与一种感官印象相关的术语来描述另一种感官印象的隐喻。与乌尔曼相一致温度、触觉、味觉、嗅觉、听觉和视觉同样是本文研究的六大感觉域。这六种感觉之
学位
<正> 患者,女,36岁,农民。于1989年元月5日初诊。主诉腹泄腹痛5年余。大便每日6~7次,时溏时泄,水谷不化,稍进,大便增多,饮食减少,倦怠乏力。服中西药甚多,久泄不愈。面色萎黄,舌淡(?),边有齿痕,苔薄白,脉沉细用健脾益气,固湿止泻之法,泻止晚腹胀闷不能进食,两肋疼痛,急
期刊
本质性案例研究探究了在课程学习情境中五位职前英语教师的教师身份认同发展经历、变化以及影响因素。数据来源包括半结构式访谈,案例素材与课堂观察。基于数据分析,三点发现总结如下:第一,参与者经历了一个富有互动性与反思性的教师身份认同发展过程,这个过程充满着挑战、互动与反思。该课程伊始,所有参与者都受到严格的课程要求及同伴压力对其教师身份认同的挑战,这促进了他们与任课老师及班级同学的积极互动,并促使他们反
学位