基本介紹
- 中文名：間接控制
- 外文名：Indirect Control
- 學科：自動化、計算機科學
- 定義：非直接的方式進行控制
- 套用 ：控制工程、電力系統
- 有關術語：直接控制、自適應控制
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介紹
控制論是研究各種系統控制和調節的一般性規律的綜合性學科。它以各類系統所共有的控制和通信特徵為研究對象，探索不同物質基質系統所具有的信息交換反饋調節、自組織、自適應等共同性質，調節改善系統的行為，以構成一整套適用於各門科學的概念、模型和方法，與自動控制、電子技術、無線電通信、生物學、統計力學等多種科學和技術進行交叉和滲透。
在自動化和控制工程中，外界沒有以一種特定或者明確的方式對系統施加控制，而是通過系統中的有關參數或條件來達到控制系統的目的。間接控制有著廣泛的套用，例如在電力系統和控制系統。
其它定義
是指國家運用經濟手段來影響企業行為的巨觀調節。依據價值規律的要求，充分發揮價格、稅收、信貸、工資、投資等經濟槓桿的作用，通過價格槓桿和競爭機制的功能，把資源配置到效益較好的環節中去，並給企業以壓力和動力，實現優勝劣汰; 運用市場對各種經濟信號反應靈敏的優點，促進供求協調，加強和完善國家的巨觀調控能力和水平，通過調節市場來引導經濟活動。或指根據計畫和標準考核工作的實際結果，分析出現偏差的原因，並追究責任者的個人責任以使其改進未來工作的一種控制方法，多見於上級管理者對下級人員工作過程的控制。
自適應控制
自適應控制 （Adaptive control）也稱為適應控制，是一種對系統參數的變化具有適應能力的控制方法。在一些系統中，系統的參數具有較大的不確定性，並可能在系統運行期間發生較大改變。比如說，客機在作越洋飛行時，隨著時間的流逝，其重量和重心會由於燃油的消耗而發生改變。雖然傳統控制方法（即基於時不變假設Non-Time-Variant Assumption的控制方法）具有一定的對抗系統參數變化的能力，但是當系統參數發生較大變化時，傳統控制方法的性能就會出現顯著的下降，甚至產生髮散。自適應控制通常可以分為兩種類型，一種叫做直接自適應控制（Direct Adptive Control），另一種叫做間接自適應控制（Indirect Adaptive Control）。
直接
實際系統中一般採用直接自適應控制方法。直接自適應控制直接對控制器的參數進行線上調整[1]，其目的是使得系統的跟蹤誤差趨於零。通過簡單的Lyapunov穩定性推導，可以得到直接自適應控制的控制律。而通過充分利用實際系統的時延，可以運用上一採樣時刻的參數值更新控制律，從而大大減小了直接自適應控制的線上計算量 。
間接
間接自適應控制是通過對系統模型某個或某些未知參數進行線上估計，然後將這些參數的最新估計值代入並更新所設計的控制器的增益。間接自適應控制的目的是使得該參數的估計誤差趨於零。所以，間接自適應控制一般要求對系統模型結構有清晰的了解。然而要想獲得實際系統的精確模型幾乎是不可能的。
控制策略
背景
利用新能源的分散式發電系統通常情況下需通過逆變器與電網連線。迄今為止，併網逆變器大多採用單級或兩級拓撲結構：單級逆變器拓撲結構簡單，具有較高的運行可靠性，但對輸入電壓有較高的要求；兩級逆變器可以克服單級逆變器對輸入電壓的苛刻要求，降低自然環境對併網系統的影響。兩級併網逆變器是在單級逆變器前增加一級升壓直流變換（DC/DC）電路，增強了分散式發電系統應對環境變化的能力， 因而其在新能源併網發電系統中不失為一個合適的選擇。
拓撲結構
兩級三相併網逆變器拓撲結構中，前級升壓變換電路主要起調節分散式發電系統功率輸出的作用，在光伏、風力發電系統中，可以利用其實現最大功率追蹤。後級三相全橋逆變電路實現併網有功功率、無功功率調節功能。電容C1和C2用來濾除直流電源和直流鏈電壓紋波， 對於三相平衡系統，直流鏈無2倍工頻諧波，只需濾除高頻諧波，因此相對於相同發電容量的單相系統，其容值可以大為減小。
傳統控制策略
兩級三相併網逆變器的控制系統可分為2個部分，分別對應前級升壓變換和後級併網逆變電路的控制功能。傳統方式基於電壓互感器直接測量並跟蹤控制，對直流鏈電壓值進行直接檢測。升壓變換可通過一個簡單的PI控制器來實現，針對不同電源，其電流參考值可由最大功率追蹤模組或測量得到的輸入功率經計算來提供。但在實際併網系統中損耗不可避免， 要保持系統穩定工作就需控制直流鏈電壓來調節輸出電流以補償變換電路的損耗，同時避免直流鏈電壓過度降低引起的過調製發生。
間接控制策略
間接控制策略，即無直流鏈電壓互感器的控制方法，利用直流鏈電壓與正弦脈寬調製（SPWM）信號幅值的對應關係，引入直流鏈電壓間接調節參數，從而影響並間接控制直流鏈電壓，不需要對直流鏈電壓值進行直接檢測。這種控制方法在不降低逆變器整體性能的基礎上，取消了直流鏈電壓互感器， 減少了電磁干擾對採樣系統的影響， 不僅提高了系統的可靠性，而且降低了成本。電網電壓非正常運行狀態下直流鏈電壓間接控制方法如下：
電網三相電壓平衡運行
為充分利用新能源發電，當發生三相電壓凹陷或凸起時，併網逆變器應在保證系統安全的情況下始終併網並提供有功功率。套用上述直流鏈電壓間接控制方法時，設定的歸一化調製寬度不隨電網電壓改變而改變，因此直流鏈電壓將跟隨電網電壓變化，保證逆變系統在電網電壓變化情況下正常運行。例如：當發生電壓凹陷時，直流鏈電壓隨電網電壓一起相應降低，不僅減少了開關器件的電壓應力，還降低了開關損耗。
電網三相電壓不平衡運行
逆變器各相輸出功率與併網處各相電壓及各相輸出電流有關。電網電壓不平衡情況下，若使分散式發電系統三相輸出功率相同，來減少直流鏈電壓諧波，則某相電壓凹陷或凸起時，本相或其他兩相輸出電流會增大，嚴重時會導致器件損壞，因此需要採取保護措施，即必須要求併網分散式發電系統具有低電壓穿越能力。傳統三相鎖相環已不能準確計算出電壓不平衡時的三相電壓幅值，從而不能為三相輸出電流提供準確的計算參考值，進而會影響逆變器工作性能。因此，必須在維持分散式發電系統輸入和輸出功率總體平衡的基礎上，控制電網電壓凹陷或凸起時逆變器各相輸出電流。
本文在對電網電壓凹陷或凸起相的輸出電流進行控制的同時，相應地增加或減少了正常相的輸出電流，從而維持逆變器輸入、輸出功率平衡及每相的安全運行。考慮到減少計算量，宜取簡明方案，可設定各相輸出電流在電網不平衡情況下幅值相同。從而三相併網電流的參考幅值。
