MPPT控制器的线性自抗扰控制

郭睿 任一峰 卫芃毅 栾天

摘  要： 光伏并网发电系统极易受到外部环境的影响，并且抗干扰能力较差。环境改变、电网不稳定或参数难以确定等原因都会对电能输出效率和其工作效率造成很大影响。针对光伏系统的这些特性，提出一种线性自抗扰控制器对电流进行控制。采用扩张状态观测器对扰动进行补偿，从而快速消除扰动，达到平和状态，使系统对扰动有着很好的适应能力。为了验证该算法的有效性，通过Matlab/Simulink仿真表明，加入自抗扰控制器能够明显提高光伏并网系统的跟踪速度和控制性能，降低了功率震荡，在外界环境突变的情况下，也能够达到很好的效果。

关键词： 线性自抗扰控制器; MPPT控制器; 光伏发电; 扩张状态观测器; 二阶自抗扰系统; 功率震荡

中图分类号： TN876?34                         文献标识码： A                          文章编号： 1004?373X（2020）03?0109?03

MPPT controller based on linear active disturbance rejection control

GUO Rui， REN Yifeng， WEI Pengyi， LUAN Tian

（School of Electrical and Control Engineering， North University of China， Taiyuan 030051， China）

Abstract： The photovoltaic grid?connected power generation system is vulnerable to the impact of external environment， resulting poor anti?interference ability. Environmental changes， instable grids or uncertain parameters will have a great impact on the power output efficiency and the work efficiency. In view of the above characteristics of photovoltaic system， a linear active disturbance rejection controller （LADRC） is proposed to control the current. An extended state observer is used to make compensation to the disturbance， thus to quickly eliminate the disturbance and reach a peaceful state， which make the system well adaptable to the disturbance. The matlab/simulink simulation experiments are performed to verify the effectiveness of the algorithm. The results show that adding ADRC can significantly improve the tracking speed and control performance of photovoltaic grid?connected system， reduce power oscillation， and achieve good effect even in the case that the external environment changes unexpectedly.

Keywords： linear active disturbance rejection controller; MPPT controller; photovoltaic power generation; extended state observer; second order ADRC system; power

oscillation

0  引  言

光伏发电作为一种清洁能源，受到了广泛的关注。近年来光伏发电有着长足的进步，但仍有进步的空间[1?2]。在发电过程中，由于乌云、光伏组件异物、温度等，会使得光伏发电产生波动，导致发电效率降低。传统的MPPT控制算法如爬坡法、扰动观察法[3]都能在平稳的条件下使系统工作在最大功率点附近，但是却无法有效解决外界扰动带来的影响[4]。

使用太阳能进行光伏发电是社会实现零污染发电的关键技术所在，其相关技术的发展对于推动光伏行业的发展具有很强的作用与重要意义。本文以光伏发电中的核心技术即并网控制为出发点，由于存在系统稳定性不好，容易受到外部环境干扰的特性，把自抗扰控制广泛应用于并网控制中，并对其抗扰性能展开了深入研究。……