基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略研究

基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略研究基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略研究

摘要：

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益突出，光伏發(fā)電作為一種綠色、清潔的能源來源，受到了越來越多的關(guān)注。利用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并并入電網(wǎng)，是一種高效利用可再生能源的方式。然而，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行與電網(wǎng)之間的互動(dòng)以及運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化仍然是需要探索和研究的問題。本文基于改進(jìn)的模型預(yù)測(cè)控制（ModelPredictiveControl，MPC）算法，對(duì)SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行研究。

一、引言

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是指將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并將其并入電網(wǎng)中。其運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高，是一種可持續(xù)、清潔的能源利用方式。目前光伏并網(wǎng)系統(tǒng)主要采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為串聯(lián)濾波器型SL-qZSI（Series-LinkquasiZ-sourceInverter）結(jié)構(gòu)。

二、SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的建模

本文首先對(duì)SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析。通過對(duì)系統(tǒng)中的控制器、濾波器、逆變器等組成部分進(jìn)行描述，并利用電流誤差反饋控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)和建立，為后續(xù)的控制策略研究提供基礎(chǔ)。

三、MPC算法在SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文將模型預(yù)測(cè)控制（MPC）算法應(yīng)用于SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中。MPC算法以系統(tǒng)的狀態(tài)方程和控制目標(biāo)為基礎(chǔ)，通過預(yù)測(cè)未來的系統(tǒng)行為來選擇當(dāng)前的最優(yōu)控制策略。通過引入MPC算法，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和穩(wěn)定運(yùn)行。

四、基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)

針對(duì)SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制問題，本文提出了一種基于改進(jìn)MPC的控制策略。改進(jìn)MPC算法通過引入光伏陣列功率變化的預(yù)測(cè)模型，結(jié)合模糊控制技術(shù)對(duì)控制量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。通過對(duì)SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)和預(yù)測(cè)，控制器可以根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果選擇合適的控制策略，使系統(tǒng)在各種工況下都能保持穩(wěn)定運(yùn)行。

五、仿真與結(jié)果分析

本文通過MATLAB/Simulink軟件對(duì)基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明，基于改進(jìn)MPC的控制策略可以使光伏并網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和精確控制，在不同的工況下都能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本文設(shè)計(jì)了針對(duì)SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于改進(jìn)MPC的控制策略在實(shí)際應(yīng)用中的有效性和可行性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果吻合度較高，證明了該控制策略可以實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

七、結(jié)論

本文對(duì)基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略進(jìn)行了研究。通過對(duì)SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的建模和分析，結(jié)合MPC算法的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種基于改進(jìn)MPC的控制策略。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制策略可以使光伏并網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和穩(wěn)定運(yùn)行。這對(duì)于提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源的利用具有重要的意義。

通過對(duì)基于改進(jìn)MPC的SL-qZSI光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本文證明了該控制策略在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的有效性和可行性。該控制策略能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)和預(yù)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，并選擇合適的控制策略，使系統(tǒng)在各種工況下都能保持穩(wěn)定運(yùn)行。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于改