三相光伏并网Z-源逆变器的比例谐振控制

将具有独特的X型网络的Z-源逆变器应用于光伏并网系统,利用逆变器桥臂直通状态实现直流侧升压.对Z-源逆变器的拓扑结构和工作原理进行了详细的分析;根据电网电压定向的控制策略结合比例谐振控制器,利用改进的空间矢量脉宽调制方法实现了逆变器并网控制,使Z-源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压,输出电流和电网电压相位,实现单位功率因数运行和电流波形正弦化.仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能,验证了采用的系统结构和控制策略的有效性和可行性.     

并网型光伏系统无功电压稳定性控制策略研究

针对目前光伏电站接入电网所涉及的电压稳定性问题,在对光伏逆变器无功输出能力与控制点无功电压影响特性研究的基础上,提出一种综合考虑电网静态扰动和暂态故障下的无功电压控制策略。将电压分为静态和暂态控制区,根据光伏单元有功出力和控制点电压所处区域采取对应的无功优化方案,实现了无功在光伏电站与无功补偿装置之间及光伏电站内各逆变器之间协调分配。对采用该策略前后光照强度引起的静态电压波动及电网三相故障引起的暂态电压跌落情况进行仿真。仿真结果表明:采用该控制策略后系统在静态或暂态下均能提供较好的电压支撑作用,有效地抑制电压波动与故障脱网,验证了该电压控制策略具有有效性与经济性。。     

储能逆变器预测控制误差形成机理及其抑制策略

在大功率储能系统中,由于储能逆变器开关频率低,采样、计算等引入的延时将恶化输出电能质量甚至引起系统的不稳定。采用预测控制可消除储能逆变器控制中延时的影响,但预测值受模型精确程度和输入扰动的影响与实际值存在差异。在储能逆变器数字化预测控制策略的基础上,推导预测误差与直流电压、负载电流和模型参数误差之间的传递函数,然后分析预测误差对逆变器数字化控制的影响,从而提出一种基于输出误差积分量和状态预测值的全维状态反馈控制策略,其外环采用输出电压误差积分以抑制预测误差,控制器采用后向差分形式的积分环节消除输出电压反馈引入的延时影响。该控制策略可有效消除逆变器控制中的延时,并且抑制了预测控制中的误差。最后设计一台30 kW 原理样机,输出稳态误差由9%降到1%,验证了所提控制策略的正确性。     

基于多指标非线性控制方法的微网逆变器控制设计

为了提高微网逆变器的动静态性能,对于多输入多输出的逆变器非线性系统,引入多指标非线性控制方法进行微网逆变器控制设计。根据微网逆变器双环控制的要求,选取微源输出电压及其微分量的线性组合为输出函数,从理论上证明满足状态反馈部分精确线性化的能控性条件和对合条件,推导出多指标非线性控制律。该控制律能实现在统一的非线性控制设计框架下对微源输出电压及其微分量进行同时约束,消除微源输出电压的稳态误差,加快逆变器的响应速度,使系统的动静态性能得到很好的协调,实现逆变器的高性能控制。相比于传统的双环控制,该设计方法能够使控制量解耦;充分考虑了系统的非线性,保证了在大信号扰动下系统具有良好的性能;实现了统一的电压、电流环设计,能够满足不同控制策略需求。仿真实验验证了该控制方法的有效性与优越性。     

单相电压源逆变器离散积分滑模控制仿真研究

本文将电感电流和输出电压瞬时值双环控制策略用于单相全桥逆变器设计中。电压环采用了离散积分滑模控制用来提高系统的动态响应和减小负载扰动的影响。参考电感电流根据输出电压的跟踪误差经过滑模控制器调节得到。电流环采用PI控制器对电感电流进行调节。文章在建模的基础上对系统进行了仿真分析,仿真结果证明系统有良好的动静态性能,该控制方法是可行的。     

并联型有源电力滤波器的重复学习Boost变换控制策略

将供电系统谐波电流的补偿应用戴维南定理等效为谐波电压源的补偿,由此提出了一种基于Boost变换技术的PWM逆变器重复学习控制策略.该控制策略一方面将逆变器视为PWM整流器,应用Boost控制方法,使系统谐波电流与等效谐波电压源形成近似单位功率因数;另一方面,采用内部模型控制将系统谐波电流直接转换形成常规PWM逆变器的控制电压,并且应用重复学习控制消除各种不确定性因素对控制品质的影响.仿真和实验结果证实该控制器适合于有源滤波器系统,并具有跟踪速度快,鲁棒性好、稳态误差小等特点.     

基于转矩误差带的表贴式永磁同步电机MPTC系统精简策略

传统表贴式永磁同步电机(SPMSM)模型预测转矩控制(MPTC)需要遍历逆变器生成的全部7个电压矢量,计算量较大。由于零电压矢量使得磁链和转矩缓慢变化,常在转矩误差较小时,被用于保持磁链和转矩。分析了不同转矩误差带下,传统MPTC对零电压矢量使用情况,提出通过转矩误差带动态调整备选电压矢量。当转矩误差位于误差带之内时,电机系统直接输出零电压矢量,无需MPTC,否则,采用逆变器生成的6个非零电压矢量。仿真结果表明：基于转矩误差带的精简控制策略的SPMSM系统运行正常。与传统MPTC相比,控制性能基本相当,平均开关频率降低至20%,平均遍历次数降低至12.43%,有效减少了系统计算负担。     

一种新型独立光伏系统逆变器的研究

本文对独立光伏系统的逆变器的主电路拓扑、控制方法等问题做了较为详细的研究。在此基础上提出了一种新型高性能的全桥谐振式Buck-Boost逆变器拓扑,具有占用体积小,能量转换效率高等优点。在对逆变器控制方法上,提出采用电压有效值、电感电流瞬时值双闭环与零电流跟踪误差相结合的控制策略,提高系统的动静态特性。根据控制方案设计了由单片机MPS430控制的独立光伏系统逆变器的软硬件装置,实验表明它是一种效率高、性价比高、灵活性强的控制方案。     

准比例谐振与电压前馈控制的并网系统研究

针对传统光伏并网逆变器跟踪交流信号存在静态误差及抗干扰性较差的缺点,设计了一种电流准比例谐振(QPR)与电网电压前馈复合控制的控制策略.首先建立T型三电平并网逆变器的数学模型,然后分析控制器的原理及引入QPR控制器后系统的稳定性,并给出参数整定方法,最后通过仿真和实验证明所提策略在抑制尖峰谐振的同时,克服了传统比例积分(PI)控制和比例谐振(PR)控制的缺点,在电流无静差跟踪、提升电能质量及电网电压抗扰动方面表现出良好的效果.     

微网虚拟同步发电机下的自适应滑模控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)通常用作微网逆变器中各种分布式电源的接口,以便使系统具有更大的惯性。负荷中的不平衡和非线性负载会对逆变器输出电压造成的影响。为此,设计了一种电压自适应滑模控制器。以VSG作为基础控制器,然后根据系统在αβ坐标系下的方程,将系统的负载电流作为扰动,设计自适应扰动补偿,使系统能在保持稳定的条件下,减少输出电压的抖振。最后,对控制策略进行仿真,结果验证了控制策略在电压不平衡与谐波抑制方面的有效性与鲁棒性,提高了微网逆变器输出电压的电能质量,减少了并联逆变器之间的环流。     

高频软开关静止变流器并联研究

采用公用电压外环方案．实现了三台IKVA基于高频零电压开关静止变流器模块的并联输出。三台静止变流器模块均为电压、电流双环控制,通过公用电压调节器稳定并联系统的输出电压及频率,同时产生统一的模块电流给定信号。各并联模块工作于电流跟踪状态,从而实现各航空静止变流器模块的均流并联。该并联方案仅有一条均流控制线连接且无须外加均流控制电路,不需要输出隔离变压器以及复杂的均流控制电路,具有简单可靠、均流精度高、体积小、重量轻和组合方便等优点,可以有效地提高航空静止变流器的可靠性、可扩展性及可维护性。     

基于虚拟电阻匹配模式的逆变器并联方案

对于采用逆变器并联模式的交流供电系统,逆变器均流是首先要解决的问题。逆变器的动态均流与静态均流同等重要,而现有的方法不能从根本上解决动态均流问题。另外,抑制逆变器并联系统的直流环流和输出电压的直流偏移也是需要解决的技术难题。为此,提出虚拟电阻匹配模式的并联控制方案。此方案将逆变器设计为给定基准电压源与虚拟电阻串联的形式,通过控制虚拟电阻值间接实现控制目标。据此设计的系统,具有良好的动态和静态均流效果,可彻底抑制直流环流,并能保证在任意负载条件下输出电压无直流偏移。仿真和实验结果证明了所提控制方案的有效性。     

单相UPS逆变器的多环控制策略研究

在单相不间断电源(UPS)控制系统中,UPS的被控量是交流量,常用的控制算法很难对交流量实现无差控制,因此提出了一种多环控制策略,以提高单相UPS逆变器的静态和动态特性。采用比例谐振调节器控制逆变器的输出电压,极大地提高了系统的静态特性;采用适当的前馈负载电流和负载电压,有效地改善了单相UPS逆变器的动态特性。建立了单相UPS逆变器的数学模型,并给出了比例调节器和比例谐振调节器的设计方法。理论分析和一台800 W逆变器样机的实验结果证明了该控制方案的可行性。     

大规模并网光伏电站的逆变器控制方法研究

针对大规模并网光伏电站关键部分—并网逆变器,提出适用于并网动态分析的逆变器控制方法。以光伏电站电池的最大输出功率和电网调度指定的功率因数作为受控量的参考值,采用反馈线性化控制策略,实现有功、无功功率的解耦控制,并应用级联PI调节器消除由系统参数估计不准确而产生的静态控制误差。对大规模光伏电站的简单并网系统进行建模及动态仿真,考虑不同功率因数、光照强度及母线故障等因素对逆变器控制有效性进行验证。研究表明,级联PI调节器的参数调节易于实现,且消除了传统方法的静态误差,并验证了该控制方法动态响应速度快且具有良好的稳定性。     

小型永磁直驱风力发电并网变流器的控制方法

小型永磁直驱风力发电系统的并网部分由一个不控整流桥、两路并联Boost变换器和一个单相并网逆变器组成。分析了系统的并网电流控制方法：两路并联Boost变换器采用PI算法实现均流控制;并网逆变器采用无差拍控制实现电流的并网;分析了前后两级控制之间的关系。试制了3．5kW的并网发电逆变器样机,实验结果表明该方法具有良好的动...     

孤岛运行下垂逆变器二次调频方法

为消除下垂控制引起的微电网频率静差,提出一种基于积分超前补偿环节的孤岛运行的下垂逆变器二次调频方法。采用基于组件连接法的小信号状态空间分析法对系统参数进行分析和设计,实现了逆变器之间无需通信即可消除频率静差,且提高了逆变器下垂系数的稳定范围和多并联逆变器系统的稳定性。在MATLAB/Simulink上对多并联逆变器系统进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

带LCL滤波并网逆变器改进PR控制策略

针对同步旋转d-q坐标系下的矢量控制需要复杂的坐标变换,又很难消除系统稳态误差的问题。本文为并网逆变器的控制提出了一种基于两相静止坐标系下带LCL滤波的改进PR控制器的新控制策略,减少了一些复杂的旋转坐标变换,简化了控制算法。该控制策略能够实现电网电流无稳态误差跟踪交流指令信号,同时实现了静止坐标系下有功无功(PQ)的解耦控制。最后经过仿真表明,采用改进PR控制器的并网逆变器具有优良的动静态控制性能,实现了电流无稳态误差跟踪,对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值。     

一种宽变频范围的数字式变频电源

将一种改进的SPWM技术(HPWM)应用于逆变器,采用数字信号处理器实现了宽变频范围的变频电源。在控制环节所采用的是电压电流瞬时值双闭环控制,而在补偿方面引入P Resonant补偿环节实现了无静差。     

减小单相交流系统静态不确定度的研究

对单相桥式电压型变频器的线路设计及结构作了较为详细的介绍,给出 了主要实验波形。并对相交流控制系统普遍存在的静态误差较大以及负载变动时引起输出电压波动的原因进行了分析,采用“内部模糊原理”来设计调节器以减小静态不确定度,采用正负反馈相结合的办法来抑制负载变动时控制对象极点的变化。     

基于PR控制和虚拟阻抗的光伏并网逆变器的研究

设计了一种采用准比例谐振控制零稳态误差的光伏并网逆变器控制系统。与常规的PI控制相比,该控制方法可对正弦输入信号进行无静差跟踪,同时克服了常规比例谐振(PR)控制器抗电网频率波动能力差的缺点。此外,结合虚拟阻抗技术,改善了传统LCL输出滤波器的性能,实现对LCL滤波器高频谐振的有效抑制而又不带来系统功率损耗。仿真试验证明,基于准比例谐振控制和虚拟阻抗技术的光伏并网逆变器具有良好的稳态性能和抗干扰能力。