基于魯棒H-∞控制的并網逆變器諧振抑制方法研究

基于魯棒H_∞控制的并網逆變器諧振抑制方法研究

摘要：隨著新能源的不斷發(fā)展和應用，越來越多的并網逆變器被用于將直流電能轉換為交流電能并注入電網中。然而，由于逆變器的運行過程中存在著諧振現(xiàn)象，這可能導致電網的穩(wěn)定性受到影響。因此，本文基于魯棒H_∞控制理論，研究并提出了一種新的并網逆變器諧振抑制方法，該方法可以有效地抑制逆變器的諧振現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

關鍵詞：并網逆變器；諧振抑制；魯棒H_∞控制

1.引言

隨著清潔能源的快速發(fā)展，新能源在電力系統(tǒng)中的應用日益廣泛。并網逆變器作為新能源發(fā)電系統(tǒng)中的核心設備，負責將直流電能轉換為交流電能，并注入電網中。然而，在實際應用過程中，由于系統(tǒng)參數(shù)變化、負載波動等原因，逆變器往往會發(fā)生諧振現(xiàn)象，這可能導致系統(tǒng)的不穩(wěn)定和可靠性問題。

2.諧振現(xiàn)象分析

2.1諧振原因分析

并網逆變器諧振現(xiàn)象是由于逆變器與電網之間存在著電壓、電流等頻率特性相似的振動模態(tài)，從而產生諧振的現(xiàn)象。具體來說，諧振現(xiàn)象主要是由逆變器輸出濾波電感和電容與電網的等效電感和電容之間的諧振引起的。當逆變器諧振頻率與電網頻率相近時，就可能會引發(fā)諧振現(xiàn)象。

2.2諧振的危害分析

逆變器的諧振現(xiàn)象對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性產生了負面影響。首先，諧振會導致電網和逆變器之間的能量交換不穩(wěn)定，可能產生電流互動、電壓波動等問題。其次，諧振還會引起逆變器的振蕩，加劇電力系統(tǒng)的諧波污染，影響其他設備的正常運行。因此，如何有效地抑制并網逆變器的諧振現(xiàn)象，成為當前研究的重點和難點。

3.魯棒H_∞控制方法

為了提高并網逆變器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在本文中，我們采用了魯棒H_∞控制方法來抑制逆變器的諧振現(xiàn)象。

3.1魯棒控制原理

魯棒H_∞控制是一種針對不確定系統(tǒng)和外部擾動具有魯棒性的控制方法。它通過設計控制器的加權函數(shù)，來保證系統(tǒng)對參數(shù)擾動和外部擾動具有魯棒穩(wěn)定性。具體來說，魯棒H_∞控制方法可以通過選擇適當?shù)臋嘀岛瘮?shù)，來實現(xiàn)對諧振頻率的有效抑制，從而提高系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。

3.2魯棒H_∞控制方法在逆變器中的應用

在并網逆變器中，采用魯棒H_∞控制方法可以有效地抑制系統(tǒng)的諧振現(xiàn)象。具體來說，首先需要建立逆變器的數(shù)學模型，并根據(jù)實際的損耗和參數(shù)變化情況來確定逆變器參數(shù)的取值范圍。然后，通過選擇適當?shù)目刂萍訖嗪瘮?shù)，設計魯棒H_∞控制器。最后，通過仿真實驗和實際驗證，驗證所提出的控制方法對于抑制諧振現(xiàn)象的有效性。

4.實驗結果與分析

在本文中，我們通過仿真實驗和實際驗證來驗證所提出的基于魯棒H_∞控制的并網逆變器諧振抑制方法的有效性。

4.1仿真實驗

通過在Matlab/Simulink環(huán)境下建立逆變器系統(tǒng)的仿真模型，我們進行了一系列的仿真實驗。實驗結果表明，采用魯棒H_∞控制方法可以有效地抑制逆變器的諧振現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4.2實際驗證

為了驗證所提出的方法在實際應用中的有效性，我們搭建了一個實驗平臺，并進行了實際驗證。實驗結果表明，所提出的方法可以在實際系統(tǒng)中有效地抑制逆變器的諧振現(xiàn)象，并提高系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。

5.結論

本文研究了基于魯棒H_∞控制的并網逆變器諧振抑制方法。通過理論分析和實驗驗證，表明所提出的方法可以有效地抑制逆變器的諧振現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。未來的研究方向可以在進一步的優(yōu)化控制算法和提高系統(tǒng)性能方面展開。這一研究對于新能源發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和電力系統(tǒng)的可靠性具有重要的意義本文提出了一種基于魯棒H_∞控制的并網逆變器諧振抑制方法，并通過仿真實驗和實際驗證驗證了該方法的有效性。實驗結果表明，該方法能夠有效地抑制逆變器的