单相并网逆变器的鲁棒控制研究

2012年04月13日11:10:44 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

白真贵，王正仕，陈辉明，陈广泰，高永军，张海钰
浙江大学电气学院，浙江杭州

中国北车集团永济新时速电机电器公司，山西永济

摘　　　要：针对分布式发电对并网逆变器的控制性能要求，介绍了一种基于误差空间法的鲁棒控制器在并网逆变器中的应用。该控制器以现代控制理论为设计基础，将系统跟踪误差作为状态变量。系统控制目标是使得输出误差随时间推移而趋近于零。因而，与传统的控制方法相比，即使在电网电压波动和畸变情况下，鲁棒控制仍能保证系统零稳态误差跟踪正弦参考信号，消除并网输出电流的相位漂移，实现单位功率因数输出，改善电能质量。通过理论分析，给出了该控制器参数的详细设计方法。采用美国某公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８０８ＤＳＰ芯片搭建了数字控制平台。５ｋＷ实验样机上的实验结果验证了理论和仿真分析的正确性。

关　键　词：并网逆变器；误差空间；鲁棒控制；零稳态误差；功率因数

１　引　言
在能源危机背景下，风电，太阳能发电等清洁能源日益受到世界各国的重视。２００９年初，中国《政府工作报告》明确提出将积极发展清洁能源。并网逆变器作为发电系统与电网之间的桥梁，其控制策略亦是研究热点。本文征对太阳能等小型发电系统用到的单相并网逆变器进行了研究。理想情况下，要求并网逆变器输出正弦电流，且能准确跟踪电网电压频率，相位和电网容量给定的变化［１］，即以单位功率因数向电网供电。传统控制方法有滞环控制［１］，ＰＩ控制［２］等。滞环控制响应速度快，稳定性好，但控制精度受开关频率和损耗的制约，且对噪声较为敏感。ＰＩ控制可靠性高，简单实用，但其无法消除稳态误差［３］。文献［３４］提出一种具有零稳态误差的准谐振控制器（ＰＲ控制器）。文中指出，该控制器稳态性能好，抗扰动能力强。但其参数设计比较繁琐，实现起来有一定难度。文献［２，５７］采用重复控制及预测电流控制技术，实现了无差跟踪，然而计算量大，对参数变化较为敏感。本文采用状态空间分析法，设计出一个基于误差空间法的控制器［８］，该控制器性能更加优越。

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