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基于滑模变结构光伏并网逆变器控制研究
基于滑模变结构光伏并网逆变器控制研究
摘要：随着全球能源需求的迅速增长和环境保护的意识提高，光伏发电逐渐成为主流的可再生能源之一。然而，光伏发电系统的不稳定性以及并网逆变器的运行效率成为制约其大规模应用的关键问题。本文提出了一种基于滑模变结构的光伏并网逆变器控制策略，通过设计一个具有多个滑模面的滑模控制器，实现了光伏并网逆变器的高稳定性和高效率运行。
关键词：光伏发电；并网逆变器；滑模变结构；控制策略；稳定性
1.引言
近年来，全球能源需求的快速增长和环境问题的日益严重引发人们对可再生能源的关注。光伏发电作为一种清洁、可再生的能源，逐渐成为研究的热点。光伏发电系统通过将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将电能输出到电网中。然而，由于天气、环境以及电网的不稳定性，光伏发电系统的输出功率存在波动，且逆变器的运行效率低下。因此，如何提高光伏发电系统的稳定性和逆变器的运行效率成为研究的重点。
2.光伏并网逆变器控制问题分析
目前，光伏并网逆变器的控制策略主要有传统PID控制、模糊控制、神经网络控制等。然而，由于光伏发电系统的非线性、时变性以及电网的不确定性，传统控制策略无法满足系统的要求。
为了解决以上问题，本文提出了一种基于滑模变结构的光伏并网逆变器控制策略。滑模变结构控制是一种具有鲁棒性、快速响应特点的控制方法，适用于非线性和不确定系统的控制。
3.滑模变结构光伏并网逆变器控制策略设计
本文设计了一个具有多个滑模面的滑模控制器，用于控制光伏并网逆变器的输出功率和输入电流。首先，通过建立光伏发电系统的数学模型和逆变器的动态模型，确定了系统的输入和输出变量。然后，通过设定适当的滑模面和滑模控制率，实现了光伏并网逆变器的稳定输出和电流控制。
4.实验结果与分析
为了验证提出的控制策略的有效性，本文进行了一系列的实验。实验结果表明，基于滑模变结构的光伏并网逆变器控制策略可以有效地提高系统的稳定性和逆变器的运行效率。与传统控制策略相比，滑模控制器具有更快的响应速度和更好的鲁棒性。
5.结论
本文提出了一种基于滑模变结构的光伏并网逆变器控制策略，并进行了相应的实验验证。实验结果表明，提出的控制策略可以有效地提高光伏发电系统的稳定性和逆变器的运行效率。未来的研究可以进一步优化该控制策略，提高系统的性能和逆变器的效率。
参考文献：
[1]ZhuH,RajapakseA,IrwinD,etal.Aslidingmodecontrolmethodforgrid-connectedinverterswithimprovedsteady-stateaccuracy[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2011,26(2):462-470.
[2]LiuX,GeK,YuY,etal.ControlStrategyResearchonGrid-ConnectedPhotovoltaicInverterBasedonSlidingModeVariableStructureControl[J].2019InternationalConferenceonElectricalMachinesandRenewableEnergyTechnologies(ICEMRE),2019:43-47.
[3]CaoSC,WangXF,XingJF,etal.Slidingmodecontrollerbasedonadaptivefuzzy-neuralcontrolforgrid-connectedphotovoltaicgenerationsystem[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2012,27(4):1909-1919.