DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.17

Нелінійне керування вихідною напругою альтернативного джерела живлення в однофазній неавтономній мережі

Taras Mysak

Анотація


Об`єктом дослідження є джерело синусоїдальної напруги, яке має в своєму складі сонячну панель, перетворювач частоти з ШІМ та вихідним LC-фільтром і нелінійний однофазний вихідний трансформатор з додатковим фільтром на виході, підключений до однофазної неавтономної мережі споживача. Проведено пониження порядку афінної нелінійної сингулярно-збуреної системи диференціальних рівнянь, яка описує це джерело. Градієнтний метод отримання функції Ляпунова дав можливість застосувати нелінійну стратегію скалярного керування. Наводяться результати моделювання з урахуванням обмежень, які впливають на можливість реалізації отриманої стратегії нелінійного керування


Ключові слова


альтернативне джерело живлення; вихідний LC-фільтр; нелінійний однофазний трансформатор; сингулярно-збурена система; нелінійне керування; градієнтний метод; функція Ляпунова.

Повний текст:

PDF

Посилання


Heinrich, Häberlin. Photovoltaics System Design And Practice. John Wiley & Sons Ltd, 2012, 732.

Nayar, C. V., Islam, S. M., Dehbonei, H., Tan, K., Sharma, H. Power Electronics for Renewable Energy Sources. Power Electronics Handbook Devices, Circuits, And Applications. Third Edition. Butterworth-Heinemann is an imprint of Elsevier, 2011, 723-764.

Teodorescu, R., Liserre, M., Rodriguez, P. Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons Ltd, 2011, 407.

Sivasankari, Sundaram, Sheeba, K. N., Sarat, Jakka, Babu, Chandra. Grid Connected Photovoltaic Systems: Challenges and Control Solutions - A Potential Review. International Journal of Electronics and Electrical Engineering, 2016, 4, 6, 463-473, doi: 10.18178/ijeee.4.6.

Ines, Bourguiba, Azeddine, Houari, Hamed, Belloumi, Ferid, Kourda. Control of Single-Phase Grid Connected Photovoltaic Inverter. Proc. of 2016 4th Int. Conf. on Control Engineering & Information Technology (CEIT-2016), 2016, 1-6.

Jianwei, Zhang, David, G. Dorrell Li Li, Ahmadreza Argha. A Novel Sliding Mode Controller for DC-DC Boost Converters under Input/Load Variations. Proc. of IECON2015, 2015, 1698-1703.

Mykhalskiy, V. M. Zasoby pidvyshchennya yakosti elektroenerhiyi na vkhodi ta vykhodi peretvoryuvachiv chastoty ta napruhy z shyrotno-impulʹsnoyu modulyatsiyeyu. [Means for improving the quality of electricity at inputs and outputs of frequency and voltage converters with PWM]. Kyyiv, Instytut elektrodynamiky NAN Ukrayiny, 2013, 340.

Yang, Y., Blaabjerg, F. Overview of Single-Phase Grid-Connected Photovoltaic Systems. Electric Power Components and Systems, 2015, 1-10, doi: 10.1080/15325008.2015.1031296.

Vol'dek, A. I. Elektricheskiye mashiny [Electrical machines]. Izd. 3, pererab. i dop. L.: Energiya, 1978, 832.

Ponomarev, K. K. Sostavleniye i resheniye differentsial'nykh uravneniy inzhenerno-tekhnicheskikh zadach. M.: Uchpedgiz, 1962, 184.

Matyuk, V. F., Osipov, A. A. Matematicheskiye modeli krivoy namagnichivaniya i petel' magnitnogo gisterezisa. Chast' Í. Analiz modeley. [Mathematical models of the magnetization curve and magnetic hysteresis loops. Part I Analysis of models.] Nerazrushayushchiy kontrol' i diagnostika, 2011, 2, 1-33.

Mysak, T. V. Pobudova konturu modulyatsiyi vykhidnoyi napruhy dzherela zhyvlennya z neliniynym vykhidnym transformatorom za dopomohoyu matematychnoyi modeli ponyzhenoho poryadku. [Construction of the circuit of modulation of the output voltage of the power source with a nonlinear output transformer using a mathematical model of reduced order] Pr. In-tu elektrodynamiky NAN Ukrayiny, 2017, 47, 57-67.

Fetisov, D. A. Dostatochnoye usloviye upravlyayemosti mnogomernykh affinnykh sistem [ A sufficient condition for controllability of multidimensional affine systems ]. Nauka i Obrazovaniye.MGTU im.Baumana. Elektron..zhurn., 2014, №11, 281-293, doi: 10.7463/1114.0737321.

Voropayeva, N. V., Sobolev, V. A. Geometricheskaya dekompozitsiya singulyarno-vozmushchennykh sistem [ Geometric decomposition of singularly perturbed systems]. M.:Fizmatlit, 2009, 256.

Yolkin, V. I. Reduktsiya nelineynykh upravlyayemykh sistem: Differentsial'no-geometricheskiy podkhod. [Reduction of nonlinear control systems: Differential-geometric approach]. M.: Nauka, 1997, 317.

Mysak, T. V. Syntez konturu keruvannya vykhidnoyu napruhoyu neliniynoho tverdotilʹnoho transformatora [ynthesis of the control circuit of the output voltage of a nonlinear solid state transformer]. Elektronika ta zv`yazok, 2017, 22, 3, 27-33, doi: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.3.102267.

Wassim, M. Haddad, VijaySekhar, Chellaboina, Nonlinear Dynamical Systems and Control. A Lyapunov-Based Approach. Princeton University Press, 2008, 974.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Heinrich, Häberlin. Photovoltaics System Design And Practice / Häberlin Heinrich / John Wiley & Sons Ltd, 2012. – 732 p.
  2. Nayar, C. V. Power Electronics for Renewable Energy Sources / C. V. Nayar, S. M. Islam, H. Dehbonei, K. Tan, H. Sharma // Power Electronics Handbook Devices, Circuits, And Applications. Third Edition. Butterworth-Heinemann is an imprint of Elsevier. – 2011. – p. 723-764.
  3. Teodorescu, R. Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems / R. Teodorescu, M. Liserre, P. Rodriguez / Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons Ltd, 2011. – 407p.
  4. Sundaram, S. Grid Connected Photovoltaic Systems: Challenges and Control Solutions – A Potential Review / S. Sundaram, K. N. Sheeba, Jakka Sarat, Chandra Babu // International Journal of Electronics and Electrical Engineering. – 2016. – Vol. 4, No. 6. – p. 463-473. – doi: 10.18178/ijeee.4.6.
  5. Bourguiba, I. Control of Single-Phase Grid Connected Photovoltaic Inverter / Ines Bourguiba, Azeddine Houari, Hamed Belloumi, Ferid Kourda // Proceedings of 2016 4th International Conference on Control Engineering & Information Technology (CEIT-2016). – 2016. – p. 1-6.
  6. Jianwei, Zhang A Novel Sliding Mode Controller for DC-DC Boost Converters under Input/Load Variations / Jianwei Zhang, David G. Dorrell Li Li, Ahmadreza Argha // Proc. of IECON2015. – 2015. - p. 1698-1703.
  7. Михальський, В. М. Засоби підвищення якості електроенергії на вході та виході перетворювачів частоти та напруги з широтно-імпульсною модуляцією / В. М. Михальський. – Київ, Інститут електродинаміки НАН України, 2013. – 340 с.
  8. Yang, Y. Overview of Single-Phase Grid-Connected Photovoltaic Systems / Y. Yang, F. Blaabjerg // Electric Power Components and Systems. – 2015. – p. 1-10. – doi: 10.1080/15325008.2015.1031296.
  9. Вольдек, А. И. Электрические машины / А.И. Вольдек – Изд. 3, перераб. и доп. Ленинград: Энергия, 1978. – 832 с.
  10. Пономарев, К. К. Составление и решение дифференциальных уравнений инженерно-технических задач / К. К. Пономарев. – М.: Учпедгиз, 1962. – 184 с.
  11. Матюк, В. Ф. Математические модели кривой намагничивания и петель магнитного гистерезиса. Ч. І. Анализ моделей / В. Ф. Матюк, А. А. Осипов // Неразрушающий контроль и диагностика. – 2011. – № 2. – С. 1-33.
  12. Мисак, Т. В. Побудова контуру модуляції вихідної напруги джерела живлення з нелінійним вихідним трансформатором за допомогою математичної моделі пониженого порядку / Т. В. Мисак // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України. – 2017. – №47. – С. 57-67.
  13. Фетисов, Д. А. Достаточное условие управляемости многомерных аффинных систем / Д. А. Фетисов // Наука и Образование. МГТУ им. Баумана. Электрон. журн. – 2014. – № 11. – С. 281-293. – doi: 10.7463/1114.0737321.
  14. Воропаева, Н. В. Геометрическая декомпозиция сингулярно-возмущенных систем / Н. В. Воропаева, В. А. Соболев. – Москва: Физматлит, 2009. – 256 с.
  15. Ёлкин, В. И. Редукция нелинейных управляемых систем: Дифференциально-геометрический подход / В. И. Ёлкин. – Москва : Наука, 1997. – 317 c.
  16. Мисак, Т. В. Синтез контуру керування вихідною напругою нелінійного твердотільного трансформатора Т. В. Мисак // Електроніка та зв’язок. – 2017. – Т. 22, № 3. – С. 27-33. – doi: 10.20535/2312-1807.2017.22.3.102267.
  17. Wassim, M. Nonlinear Dynamical Systems and Control. A Lyapunov-Based Approach / Wassim, M. Haddad, Vijay Sekhar Chellaboina / Princeton University Press. – 2008. – 974 p.