基于状态观测的储能变流器优化并网控制方法文献综述

 2022-11-01 14:00:00
  1. 文献综述（或调研报告）：

课题是基于状态观测器的储能变流器优化并网控制方法，因此参考了一些国内外的关于LCL滤波器和状态观测器的文献。

并网逆变器有三种分别为L型、LC型和LCL型，单 L 滤波器为一阶滤波器，结构及控制简单，但不适合与中高功率场合； LC 滤波器为二阶滤波器的电容C 相当于本地负载，LC 滤波器应用在并网逆变器场合时的滤波效果等同于单 L 滤波器；LCL 滤波器的阻抗值与流过的电流频率成反比，频率越高，阻抗越小，因此对电流高次谐波有更强的抑制能力。为此，在相同的谐波标准下 LCL 滤波器的应用可以降低总的电感取值，在大中功率应用场合，其优势尤为明显,但是是三阶系统，传统方法即电感或电容上串联电阻[6][7]很难对其产生的谐振峰进行抑制。[14][15]提出通过采用无源阻尼法和有源阻尼法来增加系统的阻尼来提高系统的稳定性，文献[16]采用电容支路串联电阻的无缘阻尼法来抑制谐振问题，这种方法虽然简单易行，但会增加系统的损耗、降低系统的效率，同时也会削弱滤波器的谐波抑制能力。[17][19]的极点配置理论用过配置极点位置来改善系统的动态响应和稳态波形，取得了良好的效果。[5]建立在LC滤波器模型上进行控制分析

状态观测器根据系统的外部变量（输入变量和输出变量）的实测值得出状态变量估计值的一类动态系统，也称为状态重构器。状态观测器主要有基于输出的观测器（OBE）、基于输入的观测器（IBE）和基于输入输出的观测器（IBO 龙伯格观测器），OBE虽然结构简单，但是扰动和观测噪声会使精度下降，并且还会产生延迟；IBE由于不适用输出信号，因而避免了扰动和观测噪声的影响，但是需要被控对象的精确数学模型，而且系统的初始状态必须是已知的，那么系统输出被唯一确定了；IOBO结合了IBE和OBE，所以不需要精确的数学模型及初始状态，反馈的引入也避免了相位滞后，能够更好的抑制噪声。[4] 采用的基于龙伯格状态观测器的前馈控制策略该不仅解决了安装电流传感器所产生的问题，而且为母线挂接多个逆变器时采用前馈控制提供了有益的探索。但由于系统采用了矢量控制算法，数字化系统固有的不足，以及观测器极点配置的偏差依然影响观测器控制的精确度。[20]建立状态观测器观测误差模型，对传统状态观测器进行改进，提高系统鲁棒性，但并没有考虑到LCL滤波器的参数对控制器的影响。

参 考 文 献

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  3. 吴云亚, 谢少军, 阚加荣, 等. 逆变器侧电流反馈的 LCL 并网逆变器电网电压前馈控制策略 [J][J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(6): 54-60.
  4. 李时杰, 李耀华. 基于龙伯格观测器的前馈控制策略的研究[J]. 电力电子技术, 2006, 40(5): 4-6.
  5. 郭卫农, 陈坚. 基于状态观测器的逆变器数字双环控制技术研究[J]. 中国电机工程学报, 2002, 22(9): 64-68.
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  7. Liserre M . Dellrsquo;Aquila A .Blaabjerg F .Stability improvement of an LCL-filter based three-phase active rectifler [C].IEEE 33rd Annual Power Electronics Specialists Conference . 2002:1195-1201
  8. El-Deeb H M, Elserougi A, Abdel-Khalik A S, et al. A stationary frame current control for inverter-based distributed generation with sensorless active damped LCL filter using Kalman filter[C]//Industrial Electronics (ISIE), 2014 IEEE 23rd International Symposium on. IEEE, 2014: 1981-1986.
  9. Xue M, Zhang Y, Kang Y, et al. Full feedforward of grid voltage for discrete state feedback controlled grid-connected inverter with LCL filter[J]. Power Electronics, IEEE Transactions on, 2012, 27(10): 4234-4247.

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[12]刘波，杨旭，孔繁麟，叶海忠，于虹，三相光伏并网逆变器控制策略，电工技术学报， 2012 27（8）

[13]王要强，吴凤江，孙力，段建东，带LCL输出滤波器的并网逆变器控制策略研究[A]

中国电机工程学报2012,31(12) 0258-8013

[14]魏星，基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究[硕士学位论文]，南京，南京航天航空大学 2011

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