可调度型光伏逆变器滑模电压控制方法研究
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器是太阳能发电系统中的重要组成部分,它可以将太阳能电池板通过光伏逆变器转换为交流电能,然后供给给电网或者自用。
光伏逆变器的控制策略是影响系统性能和运行稳定性的重要因素。
本文将介绍光伏逆变器的控制策略和常见的调节方法。
一、常见的光伏逆变器控制策略1. MPPT控制策略MPPT(Maximum Power Point Tracking)是最大功率点跟踪技术,通过跟踪太阳能光伏电池板的最大功率点,从而最大化光伏发电系统的输出功率。
MPPT技术可以根据太阳能电池板的电压和电流实时调整直流母线电压,使得光伏电池板在不同光照条件下都能保持在最大功率点上工作,从而提高发电效率。
2. 电压控制策略电压控制策略是通过对光伏逆变器输出交流电电压进行调节,实现对系统电压的稳定控制。
在接入电网的情况下,逆变器需要保持输出电压与电网同步,并满足电网的电压、频率和无功功率需求。
在无电网情况下,逆变器需要保持输出电压和频率稳定,以满足负载的需求。
3. 频率控制策略频率控制策略是针对接入电网运行的光伏逆变器而设计的,其目的是使逆变器输出的交流电频率与电网的频率保持同步。
通过对逆变器的PWM控制方式进行调节,可以有效实现对输出频率的控制。
二、光伏逆变器控制策略的调节方法1. PID控制PID控制是最常见的控制策略之一,通过对光伏逆变器的输出电压、频率、电流进行PID控制,可以实现对系统的稳定和准确控制。
PID控制根据系统的反馈信号和设定值进行比较,并根据误差信号调节控制参数,实现对输出量的精确调节。
2. DSP控制DSP(Digital Signal Processor)控制是一种基于数字信号处理器的高性能控制方法,通过对逆变器的数字控制信号进行处理,可以实现对系统的快速响应和精确控制。
DSP控制由于其高性能、可编程性和灵活性,已经成为光伏逆变器控制的重要技术手段。
3. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,它不需要建立精确的数学模型,可以应对各种复杂的控制系统。
光伏逆变器q-u控制原理
光伏逆变器q-u控制原理光伏逆变器是太阳能电力系统中的重要组成部分,它可以将光伏板产生的直流电转换为交流电,并供给电网或负载使用。
Q-U控制是光伏逆变器中一种常用的控制策略,它通过对电压和电流的联合控制,来保证逆变器的稳定运行和高效转换。
一、光伏逆变器的基本结构光伏逆变器的基本结构包括光伏板、直流/交流转换器、逆变器和控制系统等部分。
其中,控制系统负责采集逆变器输出电流和电压信号,通过算法实现对逆变器的控制,以保证其稳定运行和高效转换。
二、Q-U控制原理Q-U控制是一种联合电压和电流控制的策略,它通过对光伏板输出的电压和电流进行采样、计算和控制,来保证逆变器的稳定运行和高效转换。
具体来说,Q-U控制包括以下步骤:1. 采样:控制系统采集逆变器的输出电流和电压信号,并将其转换为数字信号进行处理。
2. 计算:根据采集到的信号,控制系统计算出当前光伏板的输出功率、电压和电流的大小和相位等信息。
3. 控制:根据计算得到的信息,控制系统对逆变器的电压和电流进行控制和调节,以保证其满足负载的需求和保证逆变器的稳定运行。
Q-U控制中的“Q”指的是电压控制器,它通过调节逆变器的输出电压,来保证光伏板的输出功率和电压的大小和相位符合要求。
而“U”指的是电流控制器,它通过调节逆变器的输出电流,来保证负载的需求和保证系统的稳定性。
通过联合控制电压和电流,Q-U控制可以有效地提高光伏逆变器的效率、稳定性和可靠性。
三、Q-U控制的实现方式Q-U控制的实现方式主要包括比例-微分控制器、PI控制器、SVPWM等。
其中,比例-微分控制器是一种常用的电压控制器,它可以通过对电压的实时监测和控制,来保证光伏板的输出功率和电压的大小和相位符合要求。
PI控制器则是一种基于比例和积分运算的控制器,它可以有效地调节逆变器的输出电流和电压,以保证系统的稳定性和效率。
SVPWM则是一种常用的矢量控制方法,它可以实现对逆变器的精确控制,并降低系统的功耗和噪音。
光伏发电逆变器工作原理及控制
光伏发电逆变器工作原理及控制光伏发电逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电转换为交流电的装置。
它的工作原理主要包括电流控制、电压控制和PWM调制。
在光伏电池组输出的直流电经过逆变器之前,通常需要经过一个DC-DC转换器来提高电压,以提高逆变器的效率。
然后,直流电进入逆变器的输入端,经过电流控制器和电压控制器的处理后,输出的是一种频率和电压可调的交流电。
电流控制器主要是通过对直流电的电流大小进行控制,以确保输出电流的稳定性。
在逆变器的电路中,电流控制器通常是由一个电流检测电路和一个PID控制器组成。
电流检测电路用来实时检测电流的大小,而PID控制器则根据检测到的电流大小来调整输出电压,以保持输出电流的稳定。
电压控制器主要是通过对输出电压的大小进行控制,以确保输出电压的稳定性。
在逆变器的电路中,电压控制器通常是由一个电压检测电路和一个PID控制器组成。
电压检测电路用来实时检测输出电压的大小,而PID控制器则根据检测到的电压大小来调整PWM调制信号的占空比,以保持输出电压的稳定。
PWM调制是指通过调整脉冲宽度来控制输出电压的大小的一种技术。
在逆变器的电路中,PWM调制器通常是由一个比较器和一个三角波发生器组成。
比较器将电压控制器输出的控制信号与三角波发生器产生的三角波进行比较,根据比较结果生成PWM信号。
PWM信号经过滤波电路后,输出给逆变器的开关电路,控制开关电路的开关状态,以实现输出电压的调节。
总结起来,光伏发电逆变器的工作原理主要包括电流控制、电压控制和PWM调制。
通过对直流电的电流大小和输出电压的稳定性进行控制和调节,使得光伏发电逆变器能够提供稳定的交流电输出。
电工业的光伏逆变器控制技术
电工业的光伏逆变器控制技术一、光伏逆变器的基本原理光伏逆变器是将太阳能电池板发出的直流电转化为交流电的重要设备。
其主要由DC/AC转换电路、控制电路及滤波电路组成。
其中,DC/AC转换电路是将电源输出直流电转换为交流电的核心部分,控制电路则是控制输出电压波形等参数的关键,滤波电路则是为输出电压和电流的波形进行滤波,以此平稳输出交流电。
二、光伏逆变器中的控制系统光伏逆变器中的控制系统主要由测量电路、控制算法及执行机构组成。
测量电路主要是测量电源输出电压和电流等电学参数,控制算法则是控制系统的核心部分,其直接关系逆变器的输出电压波形、输出电流波形及转换效率等参数。
三、光伏逆变器控制系统中的PID控制技术PID控制技术是光伏逆变器控制系统中常用的一种控制算法。
PID控制器的输入是误差(设定值与实际值之差),输出则是通过调节执行机构来使实际值逐渐接近设定值。
控制器具有比例、积分和微分三个部分,分别对应于控制系统的比例环节、积分环节和微分环节,其主要应用于光伏逆变器中电网电压和频率的稳定控制。
四、光伏逆变器控制系统中的MPPT技术最大功率点追踪(MPPT)技术是现代光伏逆变器控制系统中常用的一种技术。
MPPT技术主要通过改变太阳能电池板的工作电压和电流,以获取最大的发电功率。
控制系统通过在太阳能电池板上加入一个开路电压、短路电流的等效电路,通过对电流和电压的测量来实现MPPT技术。
五、光伏逆变器控制系统中的反馈控制技术反馈控制技术是光伏逆变器控制系统中的一种重要技术,其通过将实际输出电压、电流与预设参数进行比较,根据误差大小来控制执行机构的运动方向和速度。
反馈控制技术主要是为了保证光伏逆变器输出电压和电流的稳定性,同时可以有效提高逆变器的效率。
六、光伏逆变器控制系统中的模拟控制技术模拟控制技术是光伏逆变器控制系统中的一种关键技术,其主要是通过对光伏逆变器输出电压和电流的控制,来实现直流/交流电的转换。
模拟控制技术的主要功能是实现对输出电压和电流的变化进行超前预测和反馈控制。
基于滑模控制的光伏系统MPPT控制方案
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学者 已经进行大 量研究 ,并且取得许多研究成果 。滑模变结 构控制 因其鲁棒性强 ,并且 具有 无需在线 辨识 等优点 ,因此 , 被 引入光伏系统 的最 大功率 点控制中 ,可明显改善光伏系统 的跟踪速度 。文献【] 绍一种 由光伏 阵列、蓄 电池和负载构 1 介
跟踪 ,包括改进变换 电路 ,设计滑模变 结构控制器 。实验结果表 明,该方案能快速跟踪 太阳能 电池 的最大功率点 ,使系统稳定地工作在最
大功率点附近 ,减小输 出功率和 电压的波动 以及超调量 ,削弱滑模控制的稳态抖振 。 关健词 :光伏发 电 ;变换器 ;滑模控制 ;最大功率点 跟踪 ;控制器 ;太阳能
l 概 述
最 大 功 率 点 跟 踪 ( xmu o e on Takn , P ) Ma i m P w r it rcig MP T P 技 术 控 制 一 直 是 光伏 发 电 系 统 研 究 的一 个 理 论 热 点 , 国 内外
对应 的 I — V函数 中光伏 电池的输 出特性 方程为 :
中图分类号: P 15 T 31 ・
基 于 滑模 控 制 的光伏 系统 MP T控 制 方案 P
黄 勤 ,石 国飞 ,凌 睿 ,严贺彪 ,黄小有
( 重庆大学 自动化学 院,重 庆 4 0 3 ) 0 0 0
摘
要: 结合光伏系统 的工 作原 理和滑膜控制 的特点 , 出一种最 大功率 点跟踪( P ) 提 MP T 控制 方案。 将滑模控 制应 用于该 系统最大功率点的
M PPT n r l c m ef rPh t v la cS s e Co t o he o o o o t i y t m S Ba e n S i i g M o e Co t o s d 0 ld n d n r l
光伏并网逆变器控制策略与研究
光伏并网逆变器控制策略与研究摘要】:能源危机和环境问题是世界各国普遍关注的话题,开发和利用可再生能源在各国能源战略中的地位越来越高。
随着科学技术的发展,光伏发电已经成为一种解决未来能源短缺及环境污染的主要方式。
本文介绍了光伏并网逆变器的拓扑结构,分析了逆变器的控制策略及电流控制技术。
【关键词】:光伏并网逆变器,控制策略,电流控制引言鉴于光伏发电具有间歇性和波动性的特点,随着光伏发电的应用愈来愈广泛、光伏发电并网规模愈来愈大,对电网的稳定运行也带来了愈来愈多的挑战。
并网逆变器是光伏阵列与电网进行电能交互的关键部分,负责将光伏板输出的直流电逆变为符合相关并网要求的交流电并入电网,与电力系统实现安全高效、稳定灵活的互联。
本文基于二极管钳位型三电平光伏逆变器,分析了光伏并网逆变器的控制策略及电流控制技术。
1、光伏并网逆变器的拓扑结构逆变器是光伏并网发电系统的核心部分,决定着整个并网系统的工作性能。
根据光伏阵列输出功率的转换级数可将光伏并网逆变器分为单级式及两级式。
单级式光伏并网逆变器是指将光伏阵列的输出直接通过光伏并网逆变器完成功率直一交的转换,并且由并网逆变器本身实现光伏阵列的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT),但单级式对光伏阵列输出电压大小要求较高。
并网逆变器只有满足一定的启动电压才能正常工作,一般通过多块太阳能电池板串联以满足光伏并网逆变器启动工作的直流母线电压要求。
两级式是在光伏逆变器前增加了一个DC/DC升压环节,用于解决单级式光伏阵列输出电压大小不满足并网逆变器直流母线电压幅值要求的问题。
且一般是采用Boost升压电路,其最关键的是可以在完成升压的同时通过阻抗匹配的原理实现MPPT功能。
光伏并网主要由光伏阵列、Boost升压模块、三电平光伏并网逆变器、系统控制器、锁相环和滤波环节组成。
系统工作原理:太阳能经过光伏阵列转换为直流电压,Boost升压模块将直流电压调节到逆变器直流母线电压幅值要求,从而使逆变器输出的电流满足与电网电压同频同相的要求,即将有功电流注入电网。
光伏并网逆变器控制策略的研究
光伏并网逆变器控制策略的研究1. 引言1.1 研究背景由于光伏发电系统的不稳定性和间歇性,逆变器的控制策略对系统整体性能具有至关重要的影响。
目前,虽然已经有一些传统的控制策略应用于光伏并网逆变器,但仍然存在诸多问题和局限性,如功率波动大、电压失调等。
对光伏并网逆变器控制策略的研究具有重要意义,可以提高系统的运行稳定性和效率,同时也有助于推动清洁能源的发展和应用。
本研究旨在通过对光伏并网逆变器控制策略进行深入探讨和优化设计,以实现系统的高效运行和提高发电效率。
结合实验验证和结果分析,为未来光伏并网逆变器的研究和应用提供参考和指导。
1.2 研究意义光伏并网逆变器是光伏发电系统中的核心设备,其控制策略的优劣直接影响着光伏发电系统的发电效率和运行稳定性。
研究光伏并网逆变器控制策略的意义非常重大。
合理的控制策略可以提高光伏发电系统的发电效率,最大限度地利用光伏板转换太阳能的能力。
通过优化逆变器控制策略,可以降低系统的损耗,提高系统的转换效率,从而提高光伏发电系统的整体发电量。
良好的控制策略可以提高光伏发电系统的稳定性和可靠性。
通过合理的控制策略设计,可以有效地降低系统在运行过程中出现的故障概率,保证系统的长期稳定运行,延长设备的使用寿命,降低系统维护成本。
研究光伏并网逆变器控制策略不仅有利于提高光伏发电系统的发电效率和运行稳定性,还对推动光伏发电技术的发展和应用具有重要的意义。
通过不断深入研究和优化控制策略,可以进一步完善光伏发电系统的性能,促进清洁能源的广泛应用。
1.3 研究现状光伏并网逆变器控制策略的研究现状在不断发展和完善。
目前,随着光伏发电系统规模的不断扩大和技术的不断进步,光伏并网逆变器控制策略也日趋多样化和复杂化。
传统的PI控制、PID控制等控制策略已经在实际应用中得到了广泛的应用,但在一些特定条件下存在着性能不佳,动态响应速度慢等问题。
研究人员开始着眼于改进和优化控制策略,以提高光伏并网逆变器的性能和效率。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器是将太阳能电池板所产生的直流电转换成交流电供应给电网或者电器设备使用的关键设备,其控制策略直接影响到逆变器的性能和效率。
以下是常见的太阳能光伏逆变器控制策略。
1. PWM(脉宽调制)控制策略PWM控制策略是目前应用最广泛的逆变器控制策略之一。
该控制策略通过调节逆变器的开关管的导通和断开时间来控制输出电压。
具体来说,当直流电压低于设定值时,逆变器开启开关管,允许直流电流流入电路,直到直流电压达到设定值;当直流电压超过设定值时,逆变器关闭开关管,截断直流电流,直到直流电压降至设定值以下。
通过不断调整开关管的导通断开时间,可以实现稳定的交流输出。
2. MPPT(最大功点追踪)控制策略MPPT控制策略是为了提高太阳能光伏系统的效率而设计的。
该控制策略采用电流-电压特性曲线上的最大功率点进行调节,以确保太阳能电池板能够以最大功率输出电能。
具体来说,MPPT控制策略会不断调整逆变器输入端的电压和电流,使得太阳能电池板输出功率达到最大。
3. 直接功率控制策略直接功率控制策略是一种利用太阳能电池板输出功率直接控制逆变器输出电压和电流的方法。
该控制策略通过监测太阳能电池板输出功率的变化,调整逆变器的输出电压和电流,以实现太阳能电池板的最大输出功率。
4. 进阶控制策略除了上述常见的控制策略外,还有一些进阶的控制策略,如预测控制和模型预测控制等。
这些控制策略通过建立太阳能电池板和逆变器之间的数学模型,预测未来的电力输出和负荷需求,并根据预测结果进行逆变器的控制,以实现更高的能源利用率和响应能力。
太阳能光伏逆变器的控制策略有PWM控制策略、MPPT控制策略、直接功率控制策略和进阶控制策略等。
不同的控制策略适用于不同的应用场景,可以根据具体需求选择合适的控制策略来提高逆变器的性能和效率。
基于光伏逆变器调节的配电网电压控制策略分析
设计应用基于光伏逆变器调节的配电网电压控制策略分析殷志龙,薛水莲(西安德纳检验检测有限公司,陕西西安在光伏电源接入配电网的过程中容易出现接入节点超限的情况,导致配电网电压出现波动。
从配电网侧采取电压控制措施,无法有效应对这一问题,且会造成配电网运行经济性下降。
因此,分析引入光伏逆变器实现接入节点电压调节的方法,提出利用逆变器功率因数角实现有功和无功功率调节的电压控制策略。
仿真结果显示,该光伏逆变器;配电网;电压控制Voltage Control Strategy Analysis of Distribution Network Based on PhotovoltaicInverter RegulationYIN Zhi-long,XUE Shui-lianXi'an Dena Inspection and Testing Co.,Ltd.,In the process of photovoltaic power access to the distribution networkresulting in the distribution network voltage fluctuation. Taking voltage control measures from用逆变器实现配电网电压调节控制,主要是由于通过节点对有功功率进行注入,即便节点发生了无功调整也不会给其他节点输入带来影响,避免了电压控制不稳问题。
从并网点对有功功率进行虚拟注入,从安全区向过电压区过渡的过程中,注入功率将逐步减小。
而在注入的有功功率与电压阈值相等时,逆变器无功将吸收无功功率,放射状配网馈线变电站变压器110 kV/10.5 kV PV及逆变器01R 1+j X 1R i +j X iR n +j X n i -1n -1ni PV及逆变器PV及逆变器负荷1负荷i负荷nDG 1DG i DG n AC图1 配电网接入光伏电源系统拓扑结构示意图2.2 电压调节流程由于光伏发电会输出无功功率,如果实现恒功率控制将导致配电网产生较大损耗。
LCL并网逆变器各种有源阻尼方法研究和对比
LCL并网逆变器各种有源阻尼方法研究和对比LCL并网逆变器是目前广泛应用于光伏发电系统中的一种逆变器拓扑结构。
由于其具有较高的性能和可靠性,因此在研究领域受到了广泛的关注。
然而,由于LCL并网逆变器的固有谐波阻抗较低,容易产生谐波振荡问题。
为解决这一问题,研究者们提出了许多不同的有源阻尼方法。
本文将对其中的几种方法进行研究和对比。
首先,给LCL并网逆变器增加无功功率控制环节是一种常见的有源阻尼方法。
无功功率控制是通过调节逆变器输出的无功功率来改变LCL谐波振荡系统的阻尼特性。
通过控制逆变器电压幅值、频率和相位等参数,可以实现对谐波振荡的主动控制。
这种方法具有控制效果好、实施简单等特点,但是需要额外设备,增加了系统成本。
其次,采用电流负反馈控制是另一种常见的有源阻尼方法。
该方法通过引入电流负反馈环节,在谐波振荡系统中添加一个陷阱环节来消除谐波。
通过测量逆变器输出电流和电网电流,实施有源电流控制,对谐波波形进行调整。
这种方法具有响应速度快、抑制谐波效果好等特点,但是需要对负反馈环节进行精确控制,增加了系统的稳定性要求。
另外,基于滑模控制的有源阻尼方法也被广泛研究。
该方法通过选择适当的滑模变量,实现对LCL谐波振荡系统的主动控制。
通过引入滑模面来改变系统的阻尼特性,抑制谐波振荡。
滑模控制具有控制精度高、响应速度快等特点,但是需要选择合适的滑模面和滑模控制参数,增加了系统设计的难度。
最后,基于自适应控制的有源阻尼方法也被提出。
该方法通过将逆变器输出电压和电流的参考值与实际值进行比较,实施自适应调整。
通过自动调整滤波器参数和控制策略,实现对谐波振荡的主动抑制。
自适应控制具有自动调整能力强、响应速度快等特点,但是需要准确的模型参数和控制算法,增加了系统的设计和调试难度。
综上所述,LCL并网逆变器的各种有源阻尼方法各有优缺点。
无功功率控制方法操作简单,但增加了成本;电流负反馈控制方法响应速度快,但需对负反馈环节进行精确控制;基于滑模控制的方法控制精度高,但需要选择合适的滑模面和参数;基于自适应控制的方法具有自适应调整能力强,但需要准确的模型参数和控制算法。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略一、太阳能光伏逆变器的结构和工作原理太阳能光伏逆变器是太阳能发电系统中的一个重要组成部分,其主要功能是将光伏电池阵列输出的直流电转换成交流电。
光伏逆变器的结构通常包括直流输入端、逆变电路和交流输出端。
其主要工作原理是通过将太阳能电池板产生的直流电源通过逆变电路中的开关器件转换成交流电源,以满足家用电器、工业设备等交流负载的需求。
太阳能光伏逆变器控制策略主要可以分为开环控制和闭环控制两种。
1. 开环控制开环控制是指在逆变器工作过程中,只对输入信号进行处理,不对输出信号进行监控和调节。
开环控制方法简单,成本低廉,但在实际应用中难以满足复杂的系统要求,且容易受到外部环境和负载变化的影响,稳定性和可靠性较差。
闭环控制是指在逆变器工作过程中,通过对输出电压、电流等参数进行监控和反馈控制,以实现对系统的动态稳定性和动态响应性的控制。
闭环控制方法可以有效提高系统的稳定性和可靠性,但相对来说控制系统复杂度较高,成本也会相应增加。
针对太阳能光伏逆变器的控制策略,可以通过以下几个方面进行优化:1. MPPT最大功率点跟踪光伏逆变器的工作效率与其工作点的选择密切相关,因此最大功率点跟踪(MPPT)技术是提高光伏逆变器整体效率的关键。
在不同的光照条件和温度条件下,光伏电池的工作点会发生变化,因此需要采用合适的MPPT算法来跟踪当前工作点,使得系统能够在不同条件下实现最大输出功率。
2. PWM或者直流开关调制技术在逆变电路中,PWM或者直流开关调制技术能够有效地调控输出交流电压、频率和波形,进而提高系统的输出功率质量和效率。
选择合适的调制技术,并结合合适的控制算法对逆变电路进行稳定控制,可以有效提高光伏逆变器的整体性能。
3. 并网控制策略随着分布式发电系统的不断发展,光伏逆变器的并网性能也变得越来越重要。
针对并网需求,逆变器控制策略必须具备良好的电网跟踪和同步性能,以确保系统能够与电网正常连接并稳定工作。
太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法
太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法
1.光伏电池板:太阳能光伏电池板将太阳能转化为直流电能。
2.光伏逆变器:光伏逆变器用于将直流电能转换为交流电能。
其基本工作原理是将直流电能通过电子元件(如晶体管、MOSFET等)的开关控制,改变电流和电压的形式,最终得到适合电网输入的交流电。
3.控制方法:太阳能光伏并网逆变器的控制方法主要有以下几种:
-简单的开关控制:通过控制开关电路的通断,将直流电能转换为交流电能。
这种方法比较简单,但效率较低。
-最大功率点追踪(MPPT)控制:通过检测光伏电池板输出电压和电流的变化,调整逆变器的工作参数,使得光伏电池板能够在不同光照条件下工作在最佳工作点,提高光伏发电系统的效率。
-滞环控制:为了保护电网和逆变器,滞环控制方法用于对逆变器工作点进行精确控制,并确保逆变器不会输出超过一定限制的电压和电流。
-网络同步控制:光伏逆变器必须与电网同步运行,确保输出的交流电与电网电压相位和频率一致。
这需要逆变器具备精准的频率和相位检测功能,并通过控制电路将输出电压和频率调整到与电网同步。
综上所述,太阳能光伏并网逆变器将直流电能转换为交流电能,并通过不同的控制方法保证逆变器的稳定工作和输出交流电的质量。
随着太阳能光伏技术的不断发展,逆变器的效率和控制精度也在不断提高,使得光伏发电系统在实际应用中更加可靠和高效。
滑模变结构控制研究综述
滑模变结构控制研究综述引言滑模变结构控制是一种常用的、高效的非线性控制方法。
它具有快速响应、抗干扰强等优点,在控制系统中得到了广泛的应用。
本文旨在从理论、应用两方面综述滑模变结构控制的研究现状。
理论研究滑模控制滑模控制(SMC)是一种将系统稳态误差降为零的状态反馈控制方法。
该方法通过构造一个滑动模式面使系统输出在此面上运动,从而实现对系统的控制。
滑模控制具有简单易实现、鲁棒性高、抗干扰强等优点,因此在研究与应用中得到了广泛的应用。
与传统的PID控制相比,滑模控制具有更好的性能。
然而,滑模控制对于系统模型的精确性要求高,而且在实际应用中,滑动模式面会出现在非特征区域上,从而导致滑模控制失效。
为了解决这些问题,研究者们提出了许多改进的滑模控制方法,如基于超调干扰观测器的滑模控制、基于自适应神经网络的滑模控制等。
变结构控制变结构控制(BSC)是一种能够有效对控制系统的参数进行自适应调整的控制方法。
该方法通过构造不同的控制策略,在控制系统不同的工作状态下选用不同的控制策略,从而实现对系统的控制。
与其他控制方法相比,变结构控制有更好的鲁棒性和抗干扰性。
但是,变结构控制的理论基础较为薄弱,控制策略需要事先确定,无法实现在线的自适应调整。
滑模变结构控制滑模变结构控制(SMBC)是一种将滑模控制与变结构控制相结合的控制方法。
该方法通过将滑模控制和变结构控制相结合,实现对控制系统的快速响应和抗干扰性的同时,还能自适应地调整参数,保证控制系统的稳定性。
SMBC方法可以克服传统滑模控制和变结构控制方法的缺点,具有更优秀的控制性能。
近年来,SMBC方法在各个领域得到了广泛的应用,如航空、轨道交通、机器人等。
应用研究航空领域在航空领域中,滑模变结构控制被广泛应用于飞行器的姿态控制、高超声速飞行器的控制等方面。
在姿态控制方面,滑模变结构控制能够快速响应、精确控制飞行器的姿态,大大提高了飞行器的稳定性和精度。
在高超声速飞行器的控制方面,由于速度较快、气动力复杂,在传统的控制方法中难以实现良好的控制效果。
Boost变换器的滑模变结构控制方法研究
b tent i hn q ec n e it o yt ei l paeaaye . es p f dut gtecnr aa e e e es t igf u n ya dt dh f s rs o r n l d T e s js n o t l rm — w h wc e r h w h e so z h t oa i h op
可控的直流电压进行变换 , 使输 出直 流电压高 于输入 了开关 频 率与 滞环 宽 度 的关 系 。 直 流电压 。从系 统 的观点 看 , C D D / C变 换 器 是一 种 不 2 B ot os变换 器的数学模 型 连续 、 非线性 、 非最 小相 位 系统 。现 有 的基 于非 线性控 制理论 的控 制 方 案 , 着 较 好 的性 能 J 有 。但 是 大 多 B ot 换 器 的 电路 结 构如 图 1所示 。 o s变 数 控制 策 略非 常 复 杂 , 假 定 负 载 是 已 知 的u , 制 且 控 J 方式实 现起来 非 常 复杂 , 实 际 中很 难应 用 。 比较普 在
Absr c : siigmo e v r be srcu e c nr lo o s c n etrb sd o l w thn d fte cruti t a t A l n d ai l t tr o t fB ot o v r a e n te s i ig mo e o l i i S d a u o e l c l c
tr r e gv n. hepr p s d c n r le a a ts t i g t e ¥a i e T o o e o tol rh sf s et n i l me, o d r bu t e s u d rla n n utv l g a ito , n g o o sn s n e o d a d i p o t e v rains a d a
光伏并网逆变器控制有哪几种方法
光伏并⽹逆变器控制有哪⼏种⽅法
光伏并⽹逆变器控制主要分直接电流控制、间接电流控制、功率控制,逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,⼀般有⽅波和正弦波两种控制⽅式,⽅波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份⼤。
正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电⼦技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
1.⽅波输出的逆变器:⽅波输出的逆变器⽬前多采⽤脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。
实践证明,采⽤SG3525集成电路,并采⽤功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格⽐较⾼的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能⼒并具有内部基准源和运算放⼤器和⽋压保护功能,因此其外围电路很简单。
2.正弦波输出的逆变器:正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采⽤微处理器控制,如INTEL公司⽣产的80C196MC、摩托罗拉公司⽣产的MP16以及MI- CROCHIP公司⽣产的PIC16C73等,这些单⽚机均具有多路PWM发⽣器,并可设定上、下桥臂之间的死区时间,采⽤INTEL公司 80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发⽣,并检测交流输出电压,实现稳压。
电路输出端⼀般采⽤LC电路滤除⾼频波,得到纯净的正正弦波。
光伏发电中的逆变器控制算法
光伏发电中的逆变器控制算法光伏发电是一种使用太阳能将光能转化为电能的技术。
逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分,它将直流电转化为交流电。
逆变器控制算法是光伏发电系统中的关键技术之一,它在确保光伏发电系统正常运行的同时,最大限度地提高光伏发电系统的效率和稳定性。
本文将介绍光伏发电中的逆变器控制算法。
一、逆变器控制算法简介逆变器控制算法是指逆变器对直流电进行升压转换并将其转化为交流电的过程中所使用的控制算法。
逆变器控制算法主要分为两种类型:1、PWM控制PWM控制通过控制逆变器输出的脉冲宽度和频率来实现输出电压和频率的控制。
PWM控制器通常会与一个高速开关元件(例如MOSFET)结合使用,用于控制交流电输出电压和频率。
2、MPPT控制MPPT(最大功率点跟踪)控制通过控制逆变器输入电压和电流的关系来实现电能转化的最大效率。
MPPT控制器通常采用基于微处理器的算法,能够在不同的天气条件下实现最大的功率输出。
二、逆变器控制算法的优化逆变器控制算法的优化需要考虑以下因素:1、输出电压稳定性输出电压稳定性是逆变器控制算法中最关键的因素之一。
为了确保输出电压的稳定性,逆变器需要实时监测其输出电压,并根据监测到的数据来调整其输出。
逆变器控制算法中常用的两种调整方法是PID控制和模糊控制。
2、电流输出电流输出是逆变器控制算法中的另一个关键因素。
为了确保电流输出的稳定性,逆变器需要实时监测其电流输出,并根据监测到的数据来进行调整。
逆变器控制算法中常用的一种调整方法是命令控制方法。
3、功率点跟踪功率点跟踪是逆变器控制算法中的关键技术之一。
为了实现最大的功率输出,逆变器需要实时监测太阳能电池板的输出功率,并根据监测到的数据来进行调整。
目前,逆变器控制算法中常用的一种调整方法是基于模型预测控制的MPPT算法。
三、逆变器控制算法的应用逆变器控制算法在光伏发电系统中的应用主要表现在以下三个方面:1、提高系统效率逆变器控制算法可以通过最大功率点跟踪技术来提高光伏发电系统的效率。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器是太阳能发电系统中的核心设备,其主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,以满足电网或电气负载的需求。
逆变器的控制策略对于光伏发电系统的性能和效率具有至关重要的影响。
本文将从电压控制策略、频率控制策略和功率控制策略三个方面对太阳能光伏逆变器的控制策略进行介绍。
一、电压控制策略光伏逆变器的电压控制策略是为了保持逆变器输出电压稳定在额定值,同时能够适应不同的光照强度和负载变化。
常见的电压控制策略有电压环控制和功率电压双环控制两种。
1. 电压环控制电压环控制是通过反馈控制的方式来实时调节逆变器输出电压,以使其尽量接近额定值。
在光照条件恒定的情况下,电压环控制可以较好地实现逆变器输出电压的稳定性。
但在光照强度变化较大时,电压环控制可能会出现响应速度慢、稳定性差的问题。
1. PID控制PID控制是通过比较逆变器输出电压频率与额定频率的偏差,然后根据比例、积分和微分三个参数来调节逆变器的输出频率,使其稳定在额定值。
PID控制的优点是简单易实现,但在频率快速变化或者受到干扰时,响应速度和抗干扰能力较差。
2. 谐波抑制控制谐波抑制控制是通过滤波器和控制算法来抑制逆变器输出电流中的谐波成分,从而使逆变器输出电压的频率更加稳定。
谐波抑制控制能够有效地提高逆变器输出频率的稳定性和抗干扰能力,适用于电网并网要求较高的情况。
三、功率控制策略在光伏发电系统中,功率控制策略是为了实现光伏阵列的最大功率跟踪,提高系统的发电效率。
常见的功率控制策略有MPPT跟踪控制和有功功率控制两种。
1. MPPT跟踪控制MPPT跟踪控制是通过不断调节光伏阵列的工作点,使其始终工作在最大功率点,从而实现光伏发电系统的最大功率跟踪。
常见的MPPT跟踪算法有P&O算法、功率斜率算法和增量电导算法等,通过计算光伏阵列的电压、电流和功率等参数,实现最大功率点的实时跟踪。
2. 有功功率控制有功功率控制是通过调节逆变器的开关频率和占空比,以实现光伏发电系统输出有功功率的控制。
光伏逆变器控制原理
光伏逆变器控制原理
光伏逆变器控制原理是将通过光伏组件产生的直流电转换为交流电。
光伏组件产生的直流电经过变流器(逆变器)的控制,经过一系列的处理和调节后,可以输出所需的交流电。
光伏逆变器的控制原理主要包括以下几个步骤:
1. MPPT(最大功率点跟踪)控制:逆变器通过跟踪光伏组件
输出功率的变化,确定最佳的工作点,以获得最大的发电效率。
利用最大功率点追踪控制算法,调整电流和电压的输出,确保光伏组件的工作在最佳工作点附近。
2. 电压控制:逆变器需要根据光伏组件输出的直流电压来控制交流输出的电压。
通过电压控制回路,使逆变器能够自动调整输出电压的大小,以适应不同的负载需求。
3. 频率控制:逆变器需要确定输出交流电的频率。
这通常是根据国家或地区的电网标准来确定的。
通过频率控制器,逆变器可以实时监测输出频率,保持在设定的范围内。
4. 网络连接控制:光伏逆变器需要与电网连接,以实现交流电的输出。
逆变器需要通过与电网同步的操作,确保逆变器输出的交流电与电网相位和频率完全匹配。
通过与电网连接的控制器,可以监测电网电压和频率的变化,调整逆变器的输出以保持与电网的同步。
光伏逆变器的控制原理通过上述的步骤,能够确保逆变器将光
伏组件产生的直流电转换成符合电网要求的交流电,并实现最大的发电效率。
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2
电
力
科
学
与
工
程
2 0 1 5矩
器 应 该 具 有 较 宽 的 直 流 输 入 电 压 适 应 范 围 、 对 负 载 扰 动 的 不 敏感 性 和鲁 棒 性 以及 良好 的动 态 特 性 。 滑模 控 制 具有 响应 速 度 快 、对 参 数 和 扰 动 不 敏 感 、
电系统 ,多经 过 电 缆 线 路 并 人 电 网 ,由 于 电 压 等
1 可 调 度 型 单 相 光伏 逆 变 系统 结构
对 于 小 容 量 的 户 用 光 伏 发 电 系 统 ,多 采 用 单 相 全 桥 逆 变 器 与 电 网相 连 。 因此 本 文 依 托 单 相 全 桥 逆 变 器 展 开 研 究 ,所 采 用 的单 相 逆 变 系统 结 构
如 图 1所 示 。
并 /离 网 双 模 式 逆 变 器 多 采 用 混 合 电 压 电 流 控
收 稿 日期 :2 0 1 5—0 3—2 4。
功 和 无 功 的 快 速 跟 踪 , 可 以 灵 活 方 便 地 进 行 功 率
调 度 控 制 。 另 外 根 据 用 户 对 逆 变 器 的 需 求 , 逆 变
为 本 地 负 载 用 电 选 择 单 刀 双 掷 开 关 。 电 网 为 本 地 负 载 供 电 时 ,s ,掷 于 a; 光 伏 发 电 系 统 为 本 地 负 载 供 电 时 ,S 掷 于 b 。S 为 光 伏 发 电 系 统 出 口 开 关 , 当光 伏 发 电 系 统 故 障 时 ,S 断 开 隔 离 故 障 。 图 1虚 线 框 中 为 光 伏 发 电 系 统 并 网 模 式 和 离 网 模 式 不 同 的参 考 电压 生成 方式 。 光 伏 发 电 系 统 中 , 光 伏 电 池 经 过 DC / DC变 换
提 出一 种 逆 变 器滑 模 电压 控 制 方 案 。 光 伏 发 电 系统 并/离 网运 行 情 况 下逆 变 器 均采 用 电 压控 制模 式 ,无 需
模 式切 换 。 采 用 滑 模 控 制 方 法 实现 逆 变 器 电压 控 制 ,根 据 有 功 无 功 的 调 度 指 令 ,调 节 逆 变 器 输 出 的 端 电
李 清 然 ,张建 成
( 华 北 电 力 大 学 电 气 与 电子 工 程 学 院 ,河 北 保 定 0 7 1 0 0 3 ) 摘 要 :为 改 善 小 容 量 户 用 光 伏 发 电 系统 中 并 网逆 变 器 的 有 功 无 功 调 度 跟 踪 性 能 及 并/离 网切 换 控 制 性 能 ,
推 广 意义 重 大 。 目前 常 用 的 逆 变 器 控 制 策 略 有 P I控 制 ’ 、 比 例 谐 振 控 制 , 、 重 复 控 制 ¨ 、 无 差 拍 控 制 i l l
存 在 控 制 复 杂 、 实 现 困 难 等 问 题 。 由 于 光 伏 系 统 输 出 功 率 具 有 随 机 性 和 不 可 控 性 , 随 着 光 伏 电 源
并 网 运 行 时 通 过 调 节 逆 变 器 的 输 出 端 电 压 实 现 有
重 复控 制 对 于死 区等 周 期 性 扰 动 有 良好 校 正 作 用 ,
但 其 对 于 非 周 期 性 扰 动 效 果 较 差 ;无 差 拍 控 制 动
态 性 能 好 , 但 其 对 运 算 速 度 和 系 统 模 型 精 确 性 的 要 求 很 高 ,限制 了其 在 工 程 上 的应 用 。
制 模 式 ” 。 并 网 运 行 时 控 制 逆 变 器 的 输 出 电 流
0 引 言
随 着 能 源 和 环 境 问 题 日 益 突 出 , 分 布 式 发 电 技 术 得 到 广 泛 关 注 。 国 家 电 网 公 司 颁 布 的
与 电 网电 压 Байду номын сангаас 频 同 相 ,实 现 单 位 功 率 因 数 并 网 ;
而 离 网 运 行 时 逆 变 器 采 用 输 出 电 压 控 制 方 案 。 因 此并/ 离 网 运 行 方 式 切 换 需 要 伴 随 逆 变 器 控 制 模 式
切 换 , 比较 复 杂 , 并 且 切 换 过 程 中 存 在 负 载 电 能 质 量 较 差 、 冲 击 电 压 电 流 过 大 等 问 题 , 不 利 于 电
网过程迅速无冲击。
关 键 词 :有 功/ 无 功 ;可 调 度 性 ; 电压 控 制 ; 滑模 控 制 ;并/ 离网
中 图分 类 号 :T M6 1 5 文 献 标 识 码 :A DOI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 2—0 7 9 2 . 2 01 5 . 0 6 . 0 0 1
于 小 容 量 户 用 光 伏 发 电 系 统 , 天 气 较 好 的 白 天 并
网 发 电 ,为 了 防 止 电 网 功 率 倒 送 , 夜 间 及 阴 雨 等 不 能 发 电 时 一 般 将 其 与 电 网 分 离 , 因 此 需 要 频 繁 的 并/ 离 网 操 作 ,逆 变 系 统 显 然 不 适 合 采 用 上 述 传
基 金 项 目 : 国家 自然 科 学 基 金 ( 5 1 1 7 7 0 4 7 ) 。
作 者 简 介 :李 清 然 ( 1 9 8 9一 ) ,女 ,硕 士 研 究 生 ,研 究 方 向为 新 能 源发 电 技术 ,E - ma i l :q i n g r —l i @1 2 6 . t o m。
压 , 实现 并 网模 式 下 逆 变器 输 出功 率 灵 活 快 速 跟 踪 调 度 指 令 的特 性 。 在 Ma t l a b / S i mu l i n k仿 真 平 台 对 所 提
出的 控 制 方 案 进 行 仿 真 验 证 。 结 果 表 明 ,所 提 控 制 方案 简单 易行 、功 率 快 速跟 踪 调 度 指 令 能 力 强 、 并/ 离
下 面详 细 分析 并 / 离 网 运行 方 式 下 光 伏 逆 变 器 滑 模 电压 控 制 方 案 的设 计 过 程 。
2 . 1 参 考 电压 生成
光 伏 发 电 系 统 并 网 运 行 时 , 逆 变 器 的 控 制 目 标 为 输 出 功 率 跟 踪 电 网 功 率 调 度 指 令 的要 求 ;光 伏 发 电 系 统 离 网 运 行 时 ,逆 变 器 的 控 制 目标 为 保
结 构 , 控 制 并 网 电 流 与 电 网 电 压 同 频 同 相 , 实 现
单 位 功 率 因数 并 网 。在 并/ 离 网系 统 运 行 方 式 切 换 时 ,逆 变 器 的 控 制 结 构 也 要 相 应 切 换 ,切 换 过 程 中 负 载 电 能 质 量 较 差 , 对 电 网 造 成 一 定 冲 击 。 对
证 负 载 的 电能 质 量 。根 据 不 同 的控 制 目标 ,逆 变 器 输 出 电压 参 考 值 u 一 的生 成 方 式 不 同 。 2 . 1 . 1 并 网 模式
如 图 1所 示 ,在 并 网 模 式 下 ,并 网 开 关 S 。闭
器 实 现 最 大 功 率 跟 踪 和 升 压 功 能 , 同 时 可 调 度 型 光 伏 系 统 必 然 要 求 配 备 一 定 容 量 的 储 能 装 置 ,满 足功 率 调 度 需 求 。 因 本 文 讨 论 重 点 在 于 逆 变 器 控
第 3 1 卷 第 6期
2 0 1 5年 6月
电
力
科
学
与
工
程
Vo 1 . 31. No . 6
El e c t r i c Po we r Sc i e nc e a nd Eng i ne e r i ng
J u n . 。 2 0 1 5
可 调 度 型 光 伏 逆 变 器 滑 模 电压 控 制 方 法 研 究
级 比 较 低 ,所 以 线 路 电 阻 不 能 忽 略 。
简 单 易 实 现 等 优 点 , 因 此 本 文 采 用 滑 模 变 结 构 控
制 方 法 实 现 上述 逆 变 器 控 制 方 案 。
2 逆 变 器 滑模 电压 控 制 方 法
传 统 的 并/ 离 网双 模 式 逆 变 器 多 采 用 混 合 电压
渗 透 率 的 增 加 , 如 何 控 制 其 输 出 功 率 , 使 其 参 与
电 网 调 度 也 成 为 电 网 即 将 面 临 的 问 题 , 而 目 前 这 方 面 的研 究 还 比较 少 。
针 对 上 述 问 题 ,本 文 设 计 了 光 伏 系 统 并 / 离 网
运 行 方 式 下 的 逆 变 器 电 压 控 制 方 案 , 在 光 伏 系 统
制 ,简 单 起 见 , 将 这 部 分 电 路 用 电 压 在 一 定 范 围
合 ,本 地 负 载 选 择 开 关 s 接 入 a点 , s 闭 合 。 参
考 电压 生 成 方 式 选 择 虚 线 框 中并 网模 式 方 式 。 根 据 有 功 和 无 功 的 调 度 指 令 确 定 逆 变 器 输 出 电 压 , 可 以 实 现 有 功 无 功 的 解 耦 控 制 。 设 P ,
进 行 切 换 , 简 单 易 实 现 , 对 于 负 载 、 电 网 和 逆 变 器 安 全 无 冲 击 。 由 于 小 型 的 户 用 光 伏 系 统 可 能 需 要 比较 频 繁 的并 / 离 网 操 作 , 因 此 在 并 网 模 式 下 逆 变 器 采 用 电压 控 制 相 对 于 电流 控 制 有 较 大 优 越 性 。
网 和 逆 变 器 安 全 运 行 。 目前 无 缝 切 换 技 术 还
《国 家 电 网 公 司 关 于 印 发 分 布 式 电 源 并 网 相 关 意 见 和规 范 的通 知 》 提 出 为 分 布 式 光 伏 发 电 的 发 展 提 供 优 惠 优 质 服 务 ,推 动 了 小 型 户 用 并 网 光 伏 发 电 的 发 展 。 逆 变 器 作 为 并 网 光 伏 发 电 系 统 与 电 网 的 接 口 ,其 性 能 优 劣 直 接 影 响 用 户 和 电 网 的 电 能 质 量 ’ , 开 展 对 逆 变 器 的 研 究 对 分 布 式 光 伏 发 电