LCL型并网逆变器电流环自抗扰控制

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并网系统是一个强不确定性和非线性的复杂系统,其控制方式直接影响并网系统能否安全、稳定、高质量地运行。本文选取LCL型并网逆变器作为控制对象,根据线性自抗扰控制理论(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC),设计了基于LADRC的电流环控制策略,具体内容如下:(1)针对LCL型并网逆变器的谐振问题,设计了一种三阶自抗扰电流控制器,通过四阶线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer,LESO)对系统的不确定性及扰动进行观测补偿,将被控对象还原为标准积分串联型。使用频率响应法详细分析了系统的跟踪性和抗扰性,并通过李雅普诺夫稳定性判据证明了闭环系统是渐进稳定的,得出了线性自抗扰控制器的稳定域,对于参数设计提供了可靠的理论基础。仿真结果表明,所设计的电流控制策略提高了并网电流质量和系统的鲁棒性。(2)在基于大规模开发可再生能源的分布式发电背景中,并网系统易出现网侧电压波动、背景谐波过高、参数摄动等时变扰动问题,导致基于模型补偿的控制方法难以维持系统的稳定性。因此,针对LCL型并网逆变器设计了一种基于扰动补偿的内模控制策略。在传统内模控制策略的基础上融入自抗扰控制的思想,加入线性扩张状态观测器对扰动进行实时观测补偿,提高内模控制在模型失配及时变扰动情况时的动态性能和鲁棒性。通过理论分析,详细论证了所提出控制策略下并网系统的稳定性和抗扰性,并进行仿真对比,有效地验证了控制策略的可靠性。
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