并网光伏逆变器鲁棒分数阶滑模控制设计

摘要：

本文设计了一款基于扰动观测器的鲁棒分数阶滑模控制(POFO-SMC)来实现光伏逆变器的最大功率跟踪(MPPT).首先,将光伏逆变器的非线性、参数不确定性以及未建模动态聚合成一个扰动,并通过扰动观测器对其进行在线估计.随后,采用分数阶滑模控制(FOSMC)对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下全局一致的控制性能.同时,POFO-SMC采用扰动实时估计而非传统滑模控制(SMC)中所使用的扰动上限值进行补偿,因此可有效解决传统SMC过于保守的缺点,使得控制成本更为合理.最后,POFO-SMC无需精确的系统模型,仅需测量光伏逆变器的q轴电流和直流侧电压,因此易于硬件实现.本文进行了两个算例的研究,即光照强度变化和电网电压跌落.仿真结果表明,与传统PI控制、反馈线性化控制(FLC)、SMC和FOSMC相比,POFO-SMC在各类工况下均具有最好的动态特性及最高的鲁棒性.基于dSpace的硬件在环实验(HIL)验证了其硬件可行性.

关键词：光伏逆变器、最大功率跟踪、鲁棒分数阶滑模控制、扰动观测器

所属期刊栏目：37

资助基金：国家自然科学基金项目;云南省应用基础研究计划项目—青年项目

在线出版日期：2020-07-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：374-386