分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的非線性控制
前面介紹的各種控制策略都是基于線性系統(tǒng)的。而分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器本身由于電力電子器件的存在,它是一種強耦合、時變的非線性系統(tǒng)。正如前面介紹的那樣,采用線性控制的手段控制逆變器,必須先提取逆變器的數(shù)學模型,并進行線性化。在這些過程中必須采取大量的近似和簡化,因此最終得到的數(shù)學模型與實際系統(tǒng)存在非常大的偏差。為此,出現(xiàn)了非線性控制方法。非線性控制方法也有兩種思路,一種是不需要提取數(shù)學模型,把逆變器當做“黑箱”,只對需要控制的信號實施直接的控制手段,滯環(huán)控制就是這種思路的典型方法;另一種是仍要提取數(shù)學模型,但無須對數(shù)學模型進行線性化近似,直接對非線性的數(shù)學模型采取控制,變結(jié)構(gòu)控制是這種思路的典型方法。
單周期控制:
單周期控制是一種優(yōu)秀的跟蹤控制策略。采用單周期控制實現(xiàn)三相逆變器并網(wǎng),有以下優(yōu)點:①控制電路結(jié)構(gòu)簡單(復位積分器和一些線性邏輯器件),②動態(tài)響應快;③開關(guān)損耗低。在同一時間內(nèi),逆變器六開關(guān)只有兩個開關(guān)作,整流器六開關(guān)有四個動作。
對于并網(wǎng)型逆變器,要求輸出電流畸變率低、功率因數(shù)高。一般方法是控逆變器輸出電流和電網(wǎng)電壓同相,通過減小無功輸出功率來達到最大有功功輸出。
變結(jié)構(gòu)控制:
變結(jié)構(gòu)控制是一種非線性控制策略,廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中。變結(jié)構(gòu)控制的非線性表現(xiàn)為控制的不連續(xù)性,而且在控制過程中不斷地改變。變結(jié)構(gòu)控制的通常法則是:每當系統(tǒng)相空間中的運動點穿越萊些曲面(超曲面)時,就改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。而這些曲面的形狀本質(zhì)上取決于控制對象的類型。對于電力電子變換器而言,每種開關(guān)狀態(tài)的組合對應著不同的電路結(jié)構(gòu),開關(guān)動作就是從某一種電路結(jié)構(gòu)到另一種電路結(jié)構(gòu)的穿越。這與變結(jié)構(gòu)控制的基本法則非常相似,因此變結(jié)構(gòu)控制非常適用于電力電子變換器。變結(jié)構(gòu)控制中最常用的是滑模控制。