基于ICSO模糊PID控制的微网控制研究.pdf
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1、第 卷 第 期太原科技大学学报.年 月 .文章编号:()收稿日期:基金项目:山西省重点研发计划()太原科技大学大学生创新创业训练计划()作者简介:原天生()男硕士研究生主要研究方向为电力系统自动化及电能质量控制基于 模糊 控制的微网控制研究原天生于少娟杨杰豹彭晓宇白 伟张梦源(.太原科技大学太原.山西大学商务学院太原)摘 要:针对微电网在孤岛运行状态下其 双闭环逆变器在传统模糊 控制过程中存在的参数整定复杂且系统自适应不足等问题提出了一种在传统模糊 控制方法的基础上加入改进鸡群算法()的改进模糊 控制策略()通过 优化传统模糊 中的比例因子和量化因子达到快速找到最优解的目的 将改进模糊 控制策
2、略应用到逆变器的电压环控制中可以大幅度得提升逆变器输出电压的控制效果减小逆变器输出功率的波动更好地抑制逆变器间的环流 通过在 中搭建仿真模型进行实验实验结果表明基于 的模糊 控制策略应用于微网逆变器的 双闭环控制中可以使微网系统获得响应速度更快、控制精度更高、鲁棒性更强的动态和静态特性关键词:逆变器 双闭环模糊 控制改进鸡群算法中图分类号:文献标识码:./.微电网主要是由分布式电源和负载构成可以并网也可以孤岛运行具有强大的灵活性 但是当微网处于孤岛模式运行时并联逆变器输出的功率若不相同会导致多台逆变器之间产生环流对逆变器等设备造成严重的损坏 针对此问题通常采用下垂控制结合电压电流双闭环的控制方
3、法以消除逆变器之间的环流 但是由于双闭环系数整定过程复杂且耗时长并且当外部工作环境发生变换导致微网系统受扰干扰时系统的鲁棒性不足将会导致逆变器控制性能的动静态特性降低因此会表现出较大的局限性基于以上分析本文首先对多逆变器并联系统中利用传统模糊 算法的电压环进行了分析在此基础上提出了将 算法与模糊 算法相融合的改进电压环 算法相比于其他智能算法在高维空间中具有很强的优势优化结果优于其他算法 利用改进后的电压环使系统可以实时调节电压环的比例、积分、微分参数大幅度地改善动态响应速度和静态控制精度 最后通过/仿真软件验证了该控制策略有良好的控制性能 逆变器并联运行原理及等效模型如图 所示为两台电压源型
4、逆变器并联通过 滤波器滤波后共同给公共的负荷提供电能的微电网系统结构图此时系统运行在孤岛模式*)*P*P*P;7oo;ooz;ooz;lineline;lineline7oo7busbus图 逆变器并联运行等效电路图 图 中两台逆变器可等效为电压源 再分别与 和 互相串联即:()其中:、代表相应逆变器的输电线路阻抗和等效输出阻抗、代表相应逆变器的等效输出阻抗、代表相应逆变器的输电线路阻抗其中每台逆变器均全部采用了电压和电流双闭环的控制以电压环作为外环电流环则作为内环 电压和电流双闭环总体结构图如图 所示6SFG6o6o6oJo(U(T)(i(T),-f TSf$f TJLJC图 电压电流双闭环
5、系统结构框图 图 中代表电压外环的电压参考值()、()分别代表电压环和电流环的传递函数 代表逆变器的增益、和 均为 型滤波器阻抗和电容的参数和 分别代表每台逆变器输出的电压和电流 电压外环采用 控制其传递函数的表达式为:()/()()其中:、分别代表 控制器中比例、积分、微分的控制系数并联运行的两台逆变器的结构框图如图 所示(逆变器 和逆变器 的运行结构相同)图 中通过下垂控制结合电压电流双闭环来调节两台逆变器的输出电压与频率一致消除逆变器间的环流危害 电压环模糊 控制器的设计 模糊控制技术模糊控制包含模糊推理、数据库、规则库、去模糊处理部分 首先将输入值进行模糊处理再利用规则和数据库中工作人
6、员的经验进行模糊推理最后再通过解模糊得到精确数值作为模糊控制的输出 通常的模糊控制结构可以表示为图 所示由于模糊控制技术具有适用范围广、对时变负418.6%$JLJCSf$f-fJoJL6o6o;MJOF;-;MJOF;-图 多台逆变器并联运行结构图 图 模糊控制概念图 载具有一定的鲁棒性的特点所以模糊控制可以对过于复杂或难以精确描述的系统有着有效的控制能力 电压环模糊 控制器的设计将逆变器输出的电压分解为 轴和 轴分量再分别输入到两个模糊 控制器中 控制器的输入量分别为 、输入到控制器中的变化率为 /其控制结构框图如图 所示F1*%6R6R6E6ELFEFEU,FD,Q(,Q(,J(,E(,
7、J(,E(图 电压环模糊 控制结构 在图 所示的电压环模糊 控制结构中将 轴和 轴电压分量的标准值和实际值的误差 以及误差的变化率 /作为模糊化的输入但由于 调节器只能识别精确值所以要将输出的模糊值转化成一个精确值即进行解模糊过程通过对比几种典型隶属度函数的优劣本文决定采第 卷第 期 原天生等:基于 模糊 控制的微网控制研究用三角形隶属函数并按照式()利用重心法将模糊值解模糊化:()()()式中:代表隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心最后将解模糊化后得到的结果对应乘以比例因子、得到 调节器中的调节量将所获得的调节量分别与相对应的初始 参数、相加得到最终的 参数即:()其中:、分别代表初始 的
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- 基于 ICSO 模糊 PID 控制 研究
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