基于逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其相關(guān)問題的研究.pdf

1、如何將通訊技術(shù)更好的應(yīng)用到電力電子的控制系統(tǒng)，成為一個(gè)越來越重要的研究領(lǐng)域。本文在總結(jié)現(xiàn)有電力電子的通訊應(yīng)用與研究的基礎(chǔ)上，對(duì)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行了深入研究。網(wǎng)絡(luò)信道不僅僅是一般電力電子信息傳遞的媒介，更能成為電力電子控制系統(tǒng)的重要參與者。電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制通過讓網(wǎng)絡(luò)配合控制環(huán)運(yùn)行，利用網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度合理分配電力電子信息數(shù)據(jù)流的運(yùn)動(dòng)并提高電力電子系統(tǒng)的性能。
　　 本文在對(duì)基于功率下垂控制的逆變器并聯(lián)以及電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)

2、行研究的基礎(chǔ)上，提出了基于網(wǎng)絡(luò)控制和功率下垂控制的逆變器并聯(lián)技術(shù)，提高并聯(lián)系統(tǒng)的性能和可靠性。在此基礎(chǔ)上，本文探討了影響電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制性能的主要因素，對(duì)基于逆變器并聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與數(shù)據(jù)包丟失等影響做了詳細(xì)分析，提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和解決方案。
　　 首先，基于逆變器無互聯(lián)信號(hào)線并聯(lián)系統(tǒng)，本文提出了用于提高穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)性能的改進(jìn)型功率下垂控制算法。由于功率下垂控制算法的逆變器系統(tǒng)的均流效果依賴于逆變器的輸出阻抗與連

3、線阻抗，本文在傳統(tǒng)的功率下垂方程中加入系數(shù)調(diào)整環(huán)節(jié)，根據(jù)輸出功率大小的不同而改變下垂系數(shù)，最終使并聯(lián)穩(wěn)態(tài)下輸出功率差值減小而達(dá)到較好的均流度，實(shí)驗(yàn)表明即使在逆變器輸出阻抗與連線阻抗不均衡的情況下也能取得良好性能。為了抑制并聯(lián)系統(tǒng)的直流環(huán)流，本文提出了一種直流環(huán)流抑制器，通過閉環(huán)控制使穩(wěn)態(tài)下的輸出電壓直流分量漸進(jìn)接近參考0，實(shí)現(xiàn)了直流環(huán)流的抑制。本文提出了一種改進(jìn)功率下垂控制并聯(lián)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的方法，在系數(shù)調(diào)整控制方程中加入積分與微分環(huán)節(jié)，

4、仿真和實(shí)驗(yàn)研究表明下垂系數(shù)與積分、微分系數(shù)如果選取得當(dāng)，能較好的改善動(dòng)態(tài)性能。
　　 其次，本文對(duì)電力電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行了深入研究，將網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用于逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中，提出了基于網(wǎng)絡(luò)控制和功率下垂控制的逆變器并聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)系統(tǒng)性能的提高。介紹了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制的概念、應(yīng)用前景和設(shè)計(jì)思路，并提出了一些電力電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)計(jì)方法。本文將網(wǎng)絡(luò)控制用于逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸讓逆變器模塊問獲取對(duì)方的功率信息，在功率下

5、垂控制方法的基礎(chǔ)上得到新的網(wǎng)絡(luò)控制均流策略。在分析了該系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)類型與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之后，使用了實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)一次性丟棄的數(shù)據(jù)鏈路控制輔助技術(shù)——TOD(Try-Once-Discarded)動(dòng)態(tài)存取方式。本文對(duì)采用新方法與傳統(tǒng)功率下垂法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究，驗(yàn)證了采用新的控制策略的逆變器并聯(lián)輸出電流穩(wěn)態(tài)不均流度更小，性能得到了優(yōu)化。
　　 本文在分析電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制的主要影響因素的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與數(shù)據(jù)包丟失等因素對(duì)基于

6、功率下垂策略的逆變器并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響，提出了穩(wěn)定性分析方法及相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)。本文給出了一種基于網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合調(diào)度方法的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延分析方法，對(duì)基于平均功率下垂控制法的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建立了以時(shí)延為變量的數(shù)學(xué)模型，以TOD動(dòng)態(tài)存取算法為對(duì)象，通過線性控制理論估算出最大允許傳輸區(qū)間，作為網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的先期預(yù)估，通過觀察不同時(shí)延下并聯(lián)的輸出電流動(dòng)態(tài)結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了估算的有效性。本文還給出了一種網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小于一個(gè)控制周期的時(shí)延的情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，根

7、據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)與傳輸速率的不同，實(shí)現(xiàn)了逆變器并聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)控制策略，然后以不同網(wǎng)絡(luò)時(shí)延為變量建立離散時(shí)間系統(tǒng)模型，通過時(shí)延符號(hào)矩陣是否為Schur穩(wěn)定矩陣判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定情況，實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果大致相符。本文接著給出了一種固定事件發(fā)生概率的數(shù)據(jù)包丟失的分析方法，在構(gòu)建兩種非線性方程的基礎(chǔ)上利用線性系統(tǒng)理論得出使系統(tǒng)穩(wěn)定的固定丟包率的計(jì)算結(jié)果。本文還分析了數(shù)據(jù)錯(cuò)序匹配對(duì)系統(tǒng)控制的影響，對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　 最后，為了有利于系統(tǒng)在時(shí)延、