亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        三相LCL并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制策略

        2022-09-28 03:40:26郭磊磊鄭銘哲李琰琰
        電力系統(tǒng)保護(hù)與控制 2022年18期
        關(guān)鍵詞:魯棒性滑模三相

        郭磊磊,鄭銘哲,李琰琰,朱 虹,金 楠

        三相LCL并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制策略

        郭磊磊1,鄭銘哲1,李琰琰1,朱 虹2,金 楠1

        (1.鄭州輕工業(yè)大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,河南 鄭州 450002;2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)安徽省電力設(shè)計(jì)院有限公司,安徽 合肥 230601)

        常規(guī)三相LCL并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)電流控制方法存在計(jì)算量大、參數(shù)魯棒性差等缺點(diǎn)。為了解決這些問(wèn)題,提出了一種三相LCL并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)電流控制方法。該方法利用滑??刂评碚?,建立了一種新型無(wú)參數(shù)電流控制價(jià)值函數(shù),無(wú)需采用模型參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流預(yù)測(cè)控制,從而簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的預(yù)測(cè)過(guò)程。此外,該方法省去了逆變器側(cè)電流傳感器和電容電壓傳感器,節(jié)約了硬件成本,提高了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。最后,根據(jù)常規(guī)模型預(yù)測(cè)電流控制和滑模預(yù)測(cè)電流控制的優(yōu)點(diǎn),提出了一種三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法,提高了并網(wǎng)逆變器控制對(duì)模型參數(shù)失準(zhǔn)的適應(yīng)能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在系統(tǒng)參數(shù)失準(zhǔn)的情況下,所提出的控制策略具有更小的并網(wǎng)電流控制誤差,有效地提高了系統(tǒng)參數(shù)魯棒性。

        并網(wǎng)逆變器;滑模預(yù)測(cè)控制;魯棒性;價(jià)值函數(shù);無(wú)參數(shù)

        0 引言

        近年來(lái),隨著新能源并網(wǎng)裝機(jī)容量的逐漸增大,作為新能源與電網(wǎng)之間接口的LCL型三相逆變器受到廣泛的關(guān)注和研究[1-4]。特別是,并網(wǎng)逆變器輸出電流的高性能控制,對(duì)提高新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)穩(wěn)定性具有重要意義[5-7]。

        在逆變器控制策略中,如PI雙閉環(huán)控制[8]、自抗擾控制[9]、滑模變結(jié)構(gòu)控制[10]、模型預(yù)測(cè)控制(Model Predictive Control, MPC)[11-13]等控制方法已逐漸發(fā)展成熟。其中,MPC因其原理簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化控制、無(wú)需PI控制器和PWM調(diào)制模塊而在LCL型并網(wǎng)逆變器中得到研究和應(yīng)用。文獻(xiàn)[14]提出了基于不同價(jià)值函數(shù)設(shè)計(jì)的模型預(yù)測(cè)電流控制方法,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)電流的直接預(yù)測(cè)控制。文獻(xiàn)[15]提出一種低損耗的并網(wǎng)逆變器雙矢量模型預(yù)測(cè)電流控制方法,提高了并網(wǎng)逆變器運(yùn)行效率。文獻(xiàn)[16]通過(guò)對(duì)權(quán)重因子的合理設(shè)計(jì),建立了一種多目標(biāo)混合代價(jià)函數(shù),實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)電流的精確跟蹤。

        由于三相并網(wǎng)逆變器的控制性能對(duì)參數(shù)的準(zhǔn)確性要求較高,因此,許多學(xué)者就如何提高系統(tǒng)控制參數(shù)的魯棒性展開(kāi)了相關(guān)研究。文獻(xiàn)[17]針對(duì)三相兩電平逆變器,分析了模型參數(shù)的不確定性對(duì)電流控制誤差的影響。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,文獻(xiàn)[18]提出了一種誤差在線(xiàn)補(bǔ)償策略。但是這類(lèi)方法誤差補(bǔ)償范圍受限,很難實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差的精確補(bǔ)償。文獻(xiàn)[19-20]通過(guò)引入電感參數(shù)辨識(shí)算法,有效地提高了系統(tǒng)的參數(shù)魯棒性。然而該算法執(zhí)行較為復(fù)雜,增加了控制系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。文獻(xiàn)[21-22]分別提出了一種自適應(yīng)控制策略,在模型參數(shù)失配的情況下能夠顯著減小穩(wěn)態(tài)誤差,具有良好的穩(wěn)態(tài)性能,但是這類(lèi)方法的系統(tǒng)設(shè)計(jì)仍較復(fù)雜。為了避免MPC對(duì)參數(shù)的依賴(lài)性,近幾年,無(wú)模型預(yù)測(cè)控制成為功率變換器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[23]提出了一種無(wú)模型預(yù)測(cè)電流控制方法,無(wú)需依賴(lài)任何模型參數(shù),具有較強(qiáng)的參數(shù)魯棒性,但該方法對(duì)系統(tǒng)的處理器要求較高,且計(jì)算量較大。文獻(xiàn)[24-25]利用超局部模型的思想,設(shè)計(jì)了一種根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷調(diào)整的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型。這種方法的缺點(diǎn)是需要對(duì)預(yù)測(cè)模型的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為此,文獻(xiàn)[26]在超局部模型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上研究了一種基于擴(kuò)張狀態(tài)觀(guān)測(cè)器的無(wú)模型電流預(yù)測(cè)控制方法,需要調(diào)整的控制參數(shù)更少,具有優(yōu)越的控制性能,然而該方法目前只是在低階濾波電路中得到了應(yīng)用,并且對(duì)狀態(tài)觀(guān)測(cè)器的性能要求較高。

        針對(duì)上述問(wèn)題,本文根據(jù)滑??刂评碚揫27-28],研究了一種LCL型三相并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)電流控制方法,所設(shè)計(jì)的新型無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù),無(wú)需任何模型參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流的預(yù)測(cè)控制,具有較強(qiáng)的參數(shù)魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性。

        1 常規(guī)LCL型并網(wǎng)逆變器MPC

        圖1 LCL型并網(wǎng)逆變器的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

        根據(jù)基爾霍夫電壓電流定律,建立三相LCL型并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型,如式(1)所示。

        該電路模型中的電壓、電流變量可以從相應(yīng)的三相電壓和電流中經(jīng)Clark變換得到,并用復(fù)向量表示為

        對(duì)式(1)采用前向歐拉離散化方法,可以得出如下方程:

        式中,為采樣周期。

        這些開(kāi)關(guān)信號(hào)確定了三相并網(wǎng)逆變器輸出電壓的值,采用矢量表示法,可由式(5)定義。

        表1 電壓矢量值

        圖2給出了三相LCL并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)電流控制算法的流程圖。

        圖2 模型預(yù)測(cè)電流控制流程圖

        2 三相LCL并網(wǎng)逆變器滑模預(yù)測(cè)電流 控制

        考慮到LCL電路是一個(gè)三階濾波器,其系統(tǒng)控制變量的動(dòng)穩(wěn)態(tài)特性與濾波器模型參數(shù)的精確度緊密相關(guān),一旦模型參數(shù)失準(zhǔn),將惡化模型預(yù)測(cè)電流控制的動(dòng)穩(wěn)態(tài)控制性能。另外,在進(jìn)行網(wǎng)側(cè)電流的預(yù)測(cè)控制計(jì)算時(shí),所采用的電壓電流傳感器較多,這會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此,為了避免模型參數(shù)變化對(duì)并網(wǎng)電流的影響,本文在滿(mǎn)足并網(wǎng)要求的基礎(chǔ)上利用滑模控制理論建立了一種新的價(jià)值函數(shù),從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型,減小了濾波器模型參數(shù)的影響,提高了系統(tǒng)控制的魯棒性。

        2.1 無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        滑模預(yù)測(cè)控制不同于傳統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制,它的主要設(shè)計(jì)思想是利用滑模控制理論建立一種新型的滑模預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù)。該函數(shù)具有較強(qiáng)的參數(shù)魯棒性,實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單,對(duì)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性。三相LCL并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)電流控制對(duì)模型參數(shù)的變化比較敏感,其系統(tǒng)的控制性能容易受到外界環(huán)境變化而導(dǎo)致模型參數(shù)失準(zhǔn)的影響?;谏鲜隹紤],本文對(duì)LCL型三相并網(wǎng)逆變器進(jìn)行滑模預(yù)測(cè)控制設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流的魯棒預(yù)測(cè)控制。LCL型三相并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        圖3 LCL型三相并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制框圖

        2.2 并網(wǎng)電流滑模預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù)設(shè)計(jì)

        由于三相LCL并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)控制的主要目標(biāo)是網(wǎng)側(cè)輸出電流,因此,本文根據(jù)滑??刂评碚摌?gòu)建一種基于滑動(dòng)面的并網(wǎng)電流預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù),然后,通過(guò)對(duì)所提出的價(jià)值函數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化,減輕了選擇最優(yōu)電壓矢量時(shí)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

        滑模控制器執(zhí)行的主要任務(wù)是迫使系統(tǒng)控制對(duì)象沿滑模面進(jìn)行平穩(wěn)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精準(zhǔn)控制。為了使控制目標(biāo)運(yùn)行在滑動(dòng)面上,需要滿(mǎn)足式(8)的條件。

        式中:是滑動(dòng)面,是相對(duì)于時(shí)間的微分。

        為了保證所建立的目標(biāo)變量能夠運(yùn)行在滑動(dòng)平面上,其充分必要條件為

        然而,為了得到最優(yōu)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制并網(wǎng)逆變器,滑模預(yù)測(cè)控制同樣需要選擇合適的電壓矢量。因此,建立了一種基于滑動(dòng)面的價(jià)值函數(shù),如式(11)所示。

        為了簡(jiǎn)化式(11),首先對(duì)所定義的滑動(dòng)面進(jìn)行微分計(jì)算,如式(12)所示。

        根據(jù)式(11)、式(12)所提出的滑模預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù)可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為

        由于(1)中已經(jīng)建立了三相LCL型并網(wǎng)逆變器的負(fù)載電路方程,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步化簡(jiǎn),推導(dǎo)出網(wǎng)側(cè)輸出電流微分方程,可表示為

        因此,式(14)可改寫(xiě)為

        式(16)仍比較復(fù)雜,考慮到所建立的新型價(jià)值函數(shù)是為了選擇最優(yōu)的電壓矢量,因此可進(jìn)一步簡(jiǎn)化以提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,減少計(jì)算負(fù)擔(dān)。

        并網(wǎng)電流滑模預(yù)測(cè)控制流程如圖5所示,所提方法首先采樣當(dāng)前時(shí)刻三相并網(wǎng)電流,計(jì)算在靜止坐標(biāo)系上的電流值、,然后代入到并網(wǎng)電流滑模預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù),通過(guò)比較8個(gè)電壓矢量所對(duì)應(yīng)的8個(gè)價(jià)值函數(shù)的值,選擇最小的價(jià)值函數(shù)所對(duì)應(yīng)的電壓矢量作為最優(yōu)電壓矢量,并將其用于控制三相LCL并網(wǎng)逆變器。

        2.3 并網(wǎng)電流預(yù)測(cè)算法原理分析

        2.4 三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法

        根據(jù)上述預(yù)測(cè)原理描述,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)模型參數(shù)匹配時(shí),滑模預(yù)測(cè)控制所選擇的最優(yōu)電壓矢量不一定是常規(guī)MPC方法中使參考電流與預(yù)測(cè)電流的誤差最小時(shí)的電壓矢量,這就會(huì)使滑模預(yù)測(cè)控制電流的THD稍大于常規(guī)MPC方法。當(dāng)模型參數(shù)失準(zhǔn)時(shí),常規(guī)MPC方法容易受到模型參數(shù)變化的影響,電網(wǎng)電流誤差會(huì)增大,而滑模預(yù)測(cè)控制方法不受參數(shù)變化的影響,具有較強(qiáng)的參數(shù)魯棒性。

        因此,本文結(jié)合兩種控制方法的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)一步提出了一種三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法。該方法根據(jù)穩(wěn)態(tài)電網(wǎng)電流誤差自適應(yīng)選擇常規(guī)MPC控制和本文所提無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制方法,從而確保了在參數(shù)準(zhǔn)確和失準(zhǔn)的情況下都能實(shí)現(xiàn)電流誤差最小化控制。實(shí)驗(yàn)研究證明了三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法的有效性。

        3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        為了驗(yàn)證所提出的LCL并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制策略的有效性,搭建了基于PE-Expert4控制器和Typhoon602 +仿真器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),如圖7所示。其中控制算法在由DSP和FPGA控制芯片組成的PE-Expert4處理器上執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所用參數(shù)見(jiàn)表2。

        圖7 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

        表2 系統(tǒng)參數(shù)

        圖8 三相并網(wǎng)電流實(shí)驗(yàn)對(duì)比

        從圖10可以看出,在系統(tǒng)模型參數(shù)失準(zhǔn)的情況下,常規(guī)的MPC方法的電流誤差較大,而本文通過(guò)采用無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)并網(wǎng)電流控制方法,當(dāng)模

        型參數(shù)失準(zhǔn)時(shí),其并網(wǎng)電流控制誤差相對(duì)較小。另外,表3給出了穩(wěn)態(tài)電流誤差有效值的對(duì)比結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)MPC控制方法下的穩(wěn)態(tài)電流誤差有效值最大達(dá)到1.50 A,而本文所提出的滑模預(yù)測(cè)控制方法下的穩(wěn)態(tài)電流誤差有效值最大為0.74 A,對(duì)于穩(wěn)態(tài)電流誤差有效值波動(dòng)范圍而言,常規(guī)MPC控制方法的波動(dòng)范圍為0~0.58 A,而本文所提方法的穩(wěn)態(tài)電流誤差有效值波動(dòng)范圍控制在0~0.1 A。這說(shuō)明了常規(guī)MPC控制方法受模型參數(shù)變化的影響較大,而本文所提出的滑模預(yù)測(cè)控制方法穩(wěn)態(tài)電流誤差較小,且?guī)缀醪皇苣P蛥?shù)變化的影響,體現(xiàn)了該方法具有較強(qiáng)的參數(shù)魯棒性。從兩種控制算法的執(zhí)行流程可以看出,本文設(shè)計(jì)方法不需要使用預(yù)測(cè)模型,減少了系統(tǒng)計(jì)算負(fù)擔(dān),進(jìn)一步驗(yàn)證了所提方法的有效性。

        由上述實(shí)驗(yàn)分析和驗(yàn)證可知,當(dāng)模型參數(shù)失準(zhǔn)時(shí)所提出的無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制策略具有較強(qiáng)的參數(shù)魯棒性。然而,與常規(guī)的模型預(yù)測(cè)電流控制策略相比,所提出的控制方法電流諧波含量稍大。因此,考慮到兩種控制方法的特點(diǎn),本文研究了一種三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法。在實(shí)際應(yīng)用中,該方法根據(jù)穩(wěn)態(tài)電網(wǎng)電流誤差自適應(yīng)選擇常規(guī)的模型預(yù)測(cè)電流控制和無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制,其控制思想是:當(dāng)模型參數(shù)匹配時(shí),系統(tǒng)以常規(guī)MPC的方式運(yùn)行;當(dāng)模型參數(shù)失準(zhǔn)時(shí),電網(wǎng)電流誤差增大,此時(shí)系統(tǒng)以滑模預(yù)測(cè)控制方式運(yùn)行。

        表3 穩(wěn)態(tài)誤差測(cè)試結(jié)果

        為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法的有效性,本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了參數(shù)失準(zhǔn)時(shí)的自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制的動(dòng)態(tài)性能。圖11(a)給出了電感失準(zhǔn)()時(shí)的自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制動(dòng)態(tài)切換波形。其中,為系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的相并網(wǎng)電流誤差,m為并網(wǎng)電流誤差限,這里設(shè)定。當(dāng)并網(wǎng)電流誤差滿(mǎn)足時(shí),系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)逆變器預(yù)測(cè)控制的自適應(yīng)切換。當(dāng)模型參數(shù)匹配時(shí),可以看出常規(guī)MPC控制方法下的并網(wǎng)電流誤差波動(dòng)范圍為±1.5 A,當(dāng)電感突然失準(zhǔn)時(shí),其并網(wǎng)電流誤差,即達(dá)到了并網(wǎng)電流誤差限,那么并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切換為滑模預(yù)測(cè)電流控制。切換后系統(tǒng)以滑模預(yù)測(cè)控制方式運(yùn)行,其并網(wǎng)電流控制誤差波動(dòng)范圍減小至±1.3 A,小于參數(shù)失準(zhǔn)時(shí)的常規(guī)MPC控制方法電流誤差,即滿(mǎn)足。

        由實(shí)驗(yàn)分析可知,當(dāng)模型參數(shù)匹配時(shí),三相并網(wǎng)逆變器執(zhí)行常規(guī)MPC方法,具有良好的靜態(tài)性能。然而,在模型參數(shù)失準(zhǔn)的情況下,三相并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)對(duì)電流誤差大小進(jìn)行判定,當(dāng)并網(wǎng)電流誤差達(dá)到電流誤差限時(shí),系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切換為滑模預(yù)測(cè)電流控制。這在一定程度上增強(qiáng)了三相LCL并網(wǎng)逆變器預(yù)測(cè)控制的抗干擾能力,同時(shí)電網(wǎng)電流的質(zhì)量也得到了提高。

        4 結(jié)論

        本文利用滑模預(yù)測(cè)控制理論,提出了一種三相LCL并網(wǎng)逆變器無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)電流控制方法,其關(guān)鍵點(diǎn)是新型無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)價(jià)值函數(shù)建立方法。本文詳細(xì)分析了滑模預(yù)測(cè)電流控制的基本原理,通過(guò)對(duì)并網(wǎng)電流系統(tǒng)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,得出滑模預(yù)測(cè)并網(wǎng)電流價(jià)值函數(shù)。所建立的價(jià)值函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)LCL型三相并網(wǎng)逆變器網(wǎng)側(cè)輸出電流的無(wú)參數(shù)魯棒預(yù)測(cè)控制。此外,考慮到當(dāng)模型參數(shù)匹配時(shí),常規(guī)MPC方法具有較小電流諧波含量的特點(diǎn),研究了一種三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制方法,提高了并網(wǎng)逆變器對(duì)模型參數(shù)失準(zhǔn)的適應(yīng)能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提出的并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制策略能夠在模型參數(shù)變化時(shí)自動(dòng)切換為滑模預(yù)測(cè)電流控制,切換后的無(wú)參數(shù)滑模預(yù)測(cè)控制方法能夠消除常規(guī)MPC對(duì)參數(shù)的依賴(lài)性,有效增強(qiáng)參數(shù)失準(zhǔn)時(shí)的并網(wǎng)電流跟蹤性能,并且減小了控制系統(tǒng)的計(jì)算量,具有較好的控制效果。

        [1] 許津銘, 謝少軍, 張斌鋒. 分布式發(fā)電系統(tǒng)中LCL濾波并網(wǎng)逆變器電流控制研究綜述[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2015, 35(16): 4153-4166.

        XU Jinming, XIE Shaojun, ZHANG Binfeng. Overview of current control techniques for grid-connected inverters with LCL filters in distributed power generation systems[J].Proceedings of the CSEE, 2015, 35(16): 4153-4166.

        [2] 雷亞雄, 李建文, 李永剛. 基于準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器電流雙閉環(huán)LCL三相并網(wǎng)逆變器控制[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(12): 44-50.

        LEI Yaxiong, LI Jianwen, LI Yonggang. Control strategy of three-phase LCL grid-connected inverter based on quasi-PR adjuster[J]. Power System Protection and Control, 2014, 42(12): 44-50.

        [3] 盤(pán)宏斌, 阮浩浩, 張佳樂(lè). 基于參數(shù)化鎮(zhèn)定控制器和誤差信號(hào) H2范數(shù)的LCL型并網(wǎng)逆變器電流控制方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2021, 49(4): 1-12.

        PAN Hongbin, RUAN Haohao, ZHANG Jiale. A parameterized stabilizing controller and H2norm-based control scheme for LCL-filtered grid-tied inverters[J]. Power System Protection and Control, 2021, 49(4): 1-12.

        [4] AGUERO J R, TAKAYESU E, NOVOSEL D, et al. Modernizing the grid: challenges and opportunities for a sustainable future[J]. IEEE Power and Energy Magazine, 2017, 15(3): 74-83.

        [5] 鄧翔, 胡雪峰, 龔春英. LCL濾波并網(wǎng)逆變電源的控制策略研究[J]. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào), 2011, 15(5): 37-41.

        DENG Xiang, HU Xuefeng, GONG Chunying. Study on control scheme for grid-connected inverter with LCL filter[J]. Electric Machines and Control, 2011, 15(5): 37-41.

        [6] 陳磊, 季亮, 楊興武, 等. LCL型并網(wǎng)逆變器新型頻率自適應(yīng)重復(fù)控制方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2017, 45(23): 57-64.

        CHEN Lei, JI Liang, YANG Xingwu, et al. A new frequency adaptive repetitive control approach for grid connected inverter with LCL filter[J]. Power System Protection and Control, 2017, 45(23): 57-64.

        [7] 楊龍?jiān)? 郭銳, 張樂(lè), 等. 非理想電網(wǎng)下逆變器并網(wǎng)電流質(zhì)量改善策略[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2020, 48(15): 10-18.

        YANG Longyue, GUO Rui, ZHANG Le, et al. Improvement strategy for grid-connected current quality of an inverter under non-ideal grid conditions[J]. Power System Protection and Control, 2020, 48(15): 10-18.

        [8] 劉文軍, 周龍, 陳劍, 等. LCL并網(wǎng)逆變器的電流雙閉環(huán)控制[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2016, 44(17): 52-57.

        LIU Wenjun, ZHOU Long, CHEN Jian, et al. Control method for grid-connected inverter with LCL filter by employing dual current closed-loops[J]. Power System Protection and Control, 2016, 44(17): 52-57.

        [9] 凌毓暢, 曾江. LCL型并網(wǎng)逆變器的線(xiàn)性自抗擾控制[J]. 電氣傳動(dòng), 2018, 48(9): 34-41.

        LING Yuchang, ZENG Jiang. Linear active disturbance rejection control for grid-connected inverter with LCL filter[J]. Electric Drive, 2018, 48(9): 34-41.

        [10] KUMAR N, SAHA T K, DEY J. Sliding-mode control of PWM dual inverter-based grid connected PV system: modeling and performance analysis[J]. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2016, 4(2): 435-444.

        [11] KARAMANAKOS P, LIEGMANN E, GEYER T, et al. Model predictive control of power electronic systems: methods, results, and challenges[J]. IEEE Open Journal of Industry Applications, 2020, 1: 95-114.

        [12] 任兆文, 宋書(shū)中, 黃景濤, 等. 單相三電平并網(wǎng)逆變器多狀態(tài)模型預(yù)測(cè)控制研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2021, 49(16): 19-28.

        REN Zhaowen, SONG Shuzhong, HUANG Jingtao, et al. Research on multi-state model predictive control for a single-phase three-level grid-tied inverter[J]. Power System Protection and Control, 2021, 49(16): 19-28.

        [13] 游云峰, 李媛, 肖先勇, 等. 單相級(jí)聯(lián)準(zhǔn)Z源逆變器有限集模型預(yù)測(cè)控制[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2020, 48(1): 1-8.

        YOU Yunfeng, LI Yuan, XIAO Xianyong, et al. Finite control set-model predictive control of single-phase quasi-Z-source cascaded multilevel inverter[J]. Power System Protection and Control, 2020, 48(1): 1-8.

        [14] 張曉, 譚力, 鮮嘉恒, 等. LCL并網(wǎng)逆變器預(yù)測(cè)電流控制算法[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2019, 34(增刊1): 189-201.

        ZHANG Xiao, TAN Li, XIAN Jiaheng, et al. Predictive current control algorithm for grid-connected inverter with LCL filter[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(S1): 189-201.

        [15] 郭磊磊, 晉玉祥, 羅魁. 改進(jìn)的低損耗并網(wǎng)逆變器雙矢量模型預(yù)測(cè)電流控制方法[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2019, 39(10): 136-142.

        GUO Leilei, JIN Yuxiang, LUO Kui. Improved two- vector-based model predictive current control method for grid-connected inverter with low loss[J]. Electric Power Automation Equipment, 2019, 39(10): 136-142.

        [16] XUE C, ZHOU D, LI Y. Hybrid model predictive current and voltage control for LCL-filtered grid-connected inverter[J]. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2021, 9(5): 5747-5760.

        [17] YOUNG H A, PEREZ M A, RODRIGUEZ J. Analysis of finite control-set model predictive current control with model parameter mismatch in a three-phase inverter[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2016, 63(5): 3100-3107.

        [18] 沈坤, 章兢. 具有建模誤差補(bǔ)償?shù)娜嗄孀兤髂P皖A(yù)測(cè)控制算法[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2013, 33(7): 86-91.

        SHEN Kun, ZHANG Jing. Model predictive control scheme with modeling error compensation for three- phase inverter[J]. Electric Power Automation Equipment, 2013, 33(7): 86-91.

        [19] 張永昌, 蔡倩, 彭玉賓, 等. 帶參數(shù)辨識(shí)功能的三電平變換器高效模型預(yù)測(cè)控制方法[J]. 電氣工程學(xué)報(bào), 2018, 13(4): 1-10.

        ZHANG Yongchang, CAI Qian, PENG Yubin, et al. An efficient model predictive control for three-level converters with the function of parameter identification[J]. Journal of Electrical Engineering, 2018, 13(4): 1-10.

        [20] 李偉, 張勇軍, 肖雄. 實(shí)時(shí)電感辨識(shí)的模型預(yù)測(cè)并網(wǎng)逆變器控制方法[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2018, 33(15): 3450-3460.

        LI Wei, ZHANG Yongjun, XIAO Xiong. The model predictive grid-connected inverter control method based on real-time inductance identification[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(15): 3450-3460.

        [21] YANG Y, TAN S, HUI S Y R. Adaptive reference model predictive control with improved performance for voltage-source inverters[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2018, 26(2): 724-731.

        [22] 滿(mǎn)燦, 王寶華. LCL型三相并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)控制策略及其參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2017, 45(14): 134-142.

        MAN Can, WANG Baohua. Adaptive control strategy and its parameters design of grid-connected inverters with LCL filter [J]. Power System Protection and Control, 2017, 45(14): 134-142.

        [23] 金濤, 沈?qū)W宇, 蘇泰新, 等. 三電平逆變器的改進(jìn)無(wú)模型預(yù)測(cè)電流控制[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2019, 39(4): 86-91.

        JIN Tao, SHEN Xueyu, SU Taixin, et al. Improved model-free predictive current control for three-level inverter[J]. Electric Power Automation Equipment, 2019, 39(4): 86-91.

        [24] ZHOU Y, LI H, LIU R, et al. Continuous voltage vector model-free predictive current control of surface mounted permanent magnet synchronous motor[J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2019, 34(2): 899-908.

        [25] LIU X, ZHANG Y, YANG H, et al. Model-free predictive current control for three-phase power converters with LCL filter[C] // 2020 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), October 11-15, 2020, Detroit, MI, USA: 5916-5921.

        [26] ZHANG Y, JIN J, HUANG L. Model-free predictive current control of PMSM drives based on extended state observer using ultra-local model[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2021, 68(2): 993-1003.

        [27] 張黎, 丘水生. 滑??刂颇孀兤鞯姆治雠c實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2006, 26(3): 59-63.

        ZHANG Li, QIU Shuisheng. Analysis and experimental study of sliding mode control inverter[J]. Proceedings of the CSEE, 2006, 26(3): 59-63.

        [28] 劉金琨, 孫富春. 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論及其算法研究與進(jìn)展[J]. 控制理論與應(yīng)用, 2007, 24(3): 407-418.

        LIU Jinkun, SUN Fuchun. Research and development on theory and algorithms of sliding mode control[J]. Control Theory & Applications, 2007, 24(3): 407-418.

        Nonparametric sliding mode predictive control strategy for a three-phase LCL grid-connected inverter

        GUO Leilei1, ZHENG Mingzhe1, LI Yanyan1, ZHU Hong2, JIN Nan1

        (1. College of Electrical and Information Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China; 2. China Energy Engineering Group Anhui Electric Power Design Institute Co., Ltd., Hefei 230601, China)

        The disadvantages of the conventional model predictive current control method for a three-phase LCL grid-connected inverter are the need for much calculation and poor parameter robustness. To help eliminate these issues, a nonparametric sliding mode predictive current control method for a three-phase LCL grid-connected inverter is proposed. This method uses the sliding mode control theory to establish a novel nonparametric current control cost function. This can realize grid current predictive control without using model parameters, and simplify the prediction process of the control system. Also, this method eliminates the inverter side current and capacitor voltage sensors, saves hardware cost and improves the operational reliability of the system. Finally, from the advantages of conventional model predictive current control and sliding mode predictive current control, an adaptive predictive control method for a three-phase grid-connected inverter is proposed to improve the adaptability of grid-connected inverter control with model parameter inaccuracy. The experimental results show that the proposed control strategy has less grid current control error when the system parameters are inaccurate, and the robustness of system parameters is effectively improved.

        grid-connected inverter; sliding mode predictive control; robustness; cost function; parameter-free

        10.19783/j.cnki.pspc.211576

        2021-11-22;

        2022-01-13

        郭磊磊(1987—),男,博士,副教授,主要研究方向?yàn)樾履茉垂β首儞Q器及交流電機(jī)控制技術(shù);E-mail: 2006guoleilei@163. com

        鄭銘哲(1998—),男,碩士研究生,研究方向?yàn)樾履茉床⒕W(wǎng)逆變器控制技術(shù)。E-mail: zhengmingzhe32016@163.com

        國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(51907046,U2004166);河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目資助(212102210021);河南省青年人才托舉工程項(xiàng)目資助(2019HYTP021)

        This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 51907046 and No. U2004166).

        (編輯 姜新麗)

        猜你喜歡
        魯棒性滑模三相
        三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路在停車(chē)器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
        荒漠綠洲區(qū)潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)增邊優(yōu)化魯棒性分析
        基于確定性指標(biāo)的弦支結(jié)構(gòu)魯棒性評(píng)價(jià)
        基于組合滑??刂频慕^對(duì)重力儀兩級(jí)主動(dòng)減振設(shè)計(jì)
        測(cè)控技術(shù)(2018年4期)2018-11-25 09:47:26
        并網(wǎng)逆變器逆系統(tǒng)自學(xué)習(xí)滑??箶_控制
        基于非支配解集的多模式裝備項(xiàng)目群調(diào)度魯棒性?xún)?yōu)化
        西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)(2016年6期)2016-05-04 04:13:11
        兩級(jí)式LCL型三相光伏并網(wǎng)逆變器的研究
        三相PWM整流器解耦與非解耦控制的對(duì)比
        狠狠色噜噜狠狠狠777米奇小说| 日韩不卡的av二三四区| 婷婷色精品一区二区激情| 中文字幕国产精品一二三四五区| 噜噜综合亚洲av中文无码| 免费人成网站在线观看欧美| 少妇厨房愉情理伦片bd在线观看 | 国产精品亚洲一区二区极品| 亚洲精品视频久久| 亚洲av影院一区二区三区四区| 久久久亚洲日本精品一区| 久久开心婷婷综合中文| 国产亚洲精品视频一区二区三区| 欧美精品一区二区精品久久| 最近最好的中文字幕2019免费| 99视频一区| 国产v精品成人免费视频400条| 精品久久日产国产一区| 日韩三级一区二区三区| 国产一极内射視颍一| 亚洲av日韩av永久无码色欲| 国产精品乱一区二区三区| 区无码字幕中文色| 日韩一区中文字幕在线| 亚洲av成人av三上悠亚| 中文字幕久久久人妻无码| 国产在线无码一区二区三区| 亚洲色拍拍噜噜噜最新网站| 青青草成人原视频在线播放视频| 精品国产中文字幕久久久| 国产成人精品久久亚洲高清不卡 | 成人综合亚洲欧美一区h| 亚洲av高清不卡免费在线| 国产亚洲aⅴ在线电影| 高h纯肉无码视频在线观看| 亚洲国产长腿丝袜av天堂| 欧美日韩国产在线成人网| 91精品啪在线观看国产色| 老熟女老女人国产老太| 国产精品久久久久精品一区二区| 人妻暴雨中被强制侵犯在线|