改进型谐波抑制策略在逆变器中的应用研究

为提高并网逆变器的谐波抑制性能,在控制器和控制结构两方面进行分析,提出一种改进型谐波抑制策略。研究分析准比例谐振(QPR)控制器的特性,为QPR控制器添加零点和省去比例项,提高控制器在谐振点的开环增益,降低非谐振点增益。分离基波控制器和谐波控制器,基波控制器的输入为电流参考量与反馈量差值,谐波控制器输入为反馈量。通过对改进后系统闭环频谱图分析,论证了该控制策略在逆变器谐波抑制中的合理性。搭建实验平台,在离网和并网两种模式下验证了该控制策略的特定次谐波抑制性能。     

基于改进型QPR的并网逆变器复合控制策略

针对准比例谐振(QPR)控制对高次谐波和直流抑制能力差等问题,提出了一种改进型QPR控制与直流前馈补偿的复合控制策略。该策略在QPR控制的基础上加入了高次谐波补偿,并在控制基波电流的电流外环上加入含积分控制器的直流分量补偿环节。在对并网电流所含3、5、7次谐波进行抑制的同时,降低了并网电流中所含直流分量。仿真结果表明,与QPR控制相比,所提控制策略直流含量从0.05降为0.01,总谐波畸变率下降了1.48%,具有较好的抑制效果。     

基于单周期控制的LCL并网逆变器控制策略研究

采用单周期数字控制技术以提高LCL型并网逆变器对电压源侧输入扰动的抑制能力和系统的动态响应,以电容电流反馈作为内环、入网电流反馈作为外环的双闭环反馈控制为系统的主要结构。其中,单周期控制采用双极性算法,对内环输出信号进行逆变器开关管占空比的调制,内环在反馈通道使用比例控制,外环在前向通道使用比例积分控制。分析了以电容电流反馈构建的陷波器抑制LCL谐振的原理,并设计滤波器及控制器参数。通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立了LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真分析证明了该策略的可行性。     

单相LCL并网逆变器新型电流控制策略研究北大核心

LCL型并网逆变器是一个3阶多变量系统,并网电流单环控制难以满足系统的稳定性。为此提出了以电容电流为内环反馈,以并网电流为外环反馈的新型双环控制策略。内环采用比例调节增加系统阻尼以抑制高频谐振问题,外环采用模糊PR+重复控制在线调节系统干扰的影响,实现系统高电能质量并网。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性,并与PR+重复控制相比较,该控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性。     

一种并网逆变器的电容电流单周期控制技术

在LCL型并网逆变器传统双环结构(电容电流内环、并网电流外环)基础上,提出一种结合数字单周期控制和准比例谐振控制的新型电流控制策略。在αβ静止坐标系下,将单周期控制应用于系统内环,推导出了电容电流单周期数字控制占空比函数,提高了系统抗干扰能力并简化调节过程;外环采用准比例谐振控制器直接控制并网电流,省去了复杂的坐标变换,计算简单。最后,实验结果表明所提出控制策略能够实现逆变器有效并网,且动态性能良好。     

基于LCL滤波器的双向储能变流器研究

为了在中/大型功率并网系统中引入更具优势的LCL滤波器,必须采用特殊的控制策略对LCL滤波器引入的谐振峰加以抑制。从节省双向储能变流器系统成本的角度,提出了一种基于滤波电容电流内环、并网电流外环的双环控制策略。从主电路的参数设计、控制器的参数设计、控制器的性能分析3个方面对策略进行了详细的阐述,并给出了先内环后外环的参数设计方法。搭建了一台50 kW的双向储能变流器作为试验样机,通过实验证明了所提控制策略不仅可以保证LCL滤波器稳定工作,而且可以减小并网电流谐波。     

计及降阶混合控制算法多逆变器并联系统谐振抑制策略

针对LCL型多逆变器并联系统的3类谐振问题,提出了一种降阶新型混合控制算法的谐振抑制策略.该谐振抑制策略基于逆变器分层控制结构,将电流预测模型控制与二自由度控制原理相融合.其中,电流内环控制层采用电流预测模型控制消除其PI控制器及PWM调节器,实现电流内环传递函数单位化;电压外环控制层利用二自由度控制原理,构建被控对象逆模型,实现电压外环传递函数单位化.控制层内、外环的传递函数单位化使谐振传递函数分子、分母间最高阶差降低,从而使得谐振传递函数的伯德图中无谐振尖峰.最后,基于MATLAB/Simulink平台进行仿真验证,结果表明面对不同的谐波源,所提策略均能够保证并网电流的总谐波畸变率小于4％,可有效抑制多逆变器并联系统的谐振.     

针对并网型飞轮储能系统的双电流闭环比例谐振控制

文章提出一种适用于飞轮储能系统并网的双电流闭环控制方法。在电网侧及飞轮侧控制系统中同时引入比例谐振控制器,避免了比例积分（proportional integral,PI）控制器跟踪正弦电流存在稳态误差的缺点,提高了系统的稳定性及电网电能质量。同时,采用电容电流内环反馈控制抑制LCL滤波器的谐振尖峰,提高进网功率因数。在充电阶段,电网侧变换器采用电压外环控制方式,飞轮侧变换器采用转速外环控制方式;在待机及并网运行阶段,电网侧变换器采用电网侧电流外环电容电流内环的控制策略,飞轮侧变换器采用直流母线电压外环电流内环的控制策略,以稳定直流母线电压。采用广义根轨迹法对电网侧控制器参数进行设计。搭建了飞轮储能系统并网控制模型,仿真结果验证了文章控制策略的有效性。     

基于状态观测器的单相并网逆变器复合控制

针对光伏并网逆变器的特定次谐波抑制与控制延时补偿,提出了一种基于状态观测器的准比例谐振（Quasi-proportional Resonant, Quasi-PR）控制加重复控制（Repetitive Control, RC）的复合控制策略。其中,准PR控制器用于实现对并网电流基频分量的无静差控制,重复控制器用于抑制特定次谐波分量;同时,考虑到系统的控制延时,采用状态观测器进行延时估计,并基于状态观测器设计了合适的延时补偿环节;此外,针对LCL的谐振尖峰,进行基于电容电流反馈的有源阻尼。最后通过仿真与实验,验证所提复合控制策略的可行性与有效性。     

单相LCL并网逆变器新型电流控制策略研究

LCL型并网逆变器是一个3阶多变量系统,并网电流单环控制难以满足系统的稳定性。为此提出了以电容电流为内环反馈,以并网电流为外环反馈的新型双环控制策略。内环采用比例调节增加系统阻尼以抑制高频谐振问题,外环采用模糊PR+重复控制在线调节系统干扰的影响,实现系统高电能质量并网。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性,并与PR+重复控制相比较,该控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性。     

孤岛模式下串联型微电网亡逆变环节的建模及控制

首先给出了串联型微网结构及逆变环节等效模型;其次,通过状态空间平均法建立了逆变环节的大信号模型,并给出了相应的传递函数;最后,基于该模型设计了系统控制器（电压外环准比例谐振（QPR）控制、电流内环比例控制）参数设计。实验结果验证了所建模型和控制器设计的正确性。     

基于准比例谐振双闭环控制的电网模拟器逆变侧设计

针对电网模拟器逆变侧控制,传统的比例积分控制对给定电压的跟踪存在静差值、延时和振荡等问题,提出电网模拟器逆变侧电流内环、电压外环均采用准比例谐振(QPR)控制。选用了合适的电网模拟器结构,建立了单相逆变器的数学模型,采用LC滤波器,设计了QPR双闭环控制器。仿真对比传统比例积分控制,验证了准比例谐振控制器能有效的提高系统对指令电压的跟踪能力和输出电压的稳定性。基于控制器硬件在环测试(CHIL)技术搭建了电网模拟器实验平台并进行实验,验证了该控制策略的可行性。     

一种新颖的含有谐振控制器的CVCF逆变器多环反馈控制方法

多环反馈控制方法以其设计实现过程简单、优越的动态性能而受到特别的关注.它一般包括一个电压外环与一个电流内环,电流内环的给定由电压外环给出.传统多环反馈控制每一环路中使用的都是PID控制器,在稳态精度方面存在缺陷.本文将谐振控制器引入到这种逆变器的多环反馈控制方法中,在电压环控制器中加入了谐振控制器.与传统使用PID控制器的多环反馈控制方法比较,含有谐振控制器的多环反馈控制能获得更高的稳态精度,并且它具有设计简单、易于实现的优点.将含有谐振控制器的多环反馈控制方法用于CVCF(恒压恒频)逆变器,实验结果证明了这种控制方法的有效性.     

QPR and duty ratio feed‐forward control for vienna rectifier of HVDC supply system

The grid current of a Vienna rectifier will change from the continuous conduction mode (CCM ) to the discontinuous conduction mode (DCM ) when the load current or the inductance decreases. This deteriorates the grid current. Therefore, a strategy based on the variable duty ratio feed‐forward and quasi‐proportional‐resonant (QPR ) combined control is put forward, by introducing the needed duty ratio to the original output of current inner loop, whereby the pressure of the inner loop is effectively reduced. The working mechanism of the Vienna rectifier is first analyzed. The transfer functions of CCM and DCM between duty ratio and grid current are then built. At the same time, the parallel multi‐QPR harmonic compensators are adopted in the current inner loop to effectively eliminate the specific harmonic pollution. To verify the correctness and effectiveness of the proposed strategy, a 5.3‐kW prototype under digital control is established. The simulation and experimental results show that both the steady and transient performance of the proposed strategy are better under the fixed current inner loop parameters, the current zero crossing distortion can be eliminated, and the current quality acquired under the transformation between CCM to DCM can be further improved.     

基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振（QPR）谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。     

基于优化预测控制的VIENNA整流器研究

提出一种基于优化预测控制的VIENNA整流器设计方案,在其拓扑结构原理分析的基础上,对整流器参数进行优化设计。优化预测控制的外环控制是在功率预测控制基础上引入准比例谐振(QPR)电流控制,其内环控制采用无差拍控制。仿真和实验表明,该控制策略有效地实现了功率因数校正,直流输出侧具有较好的抗扰性、平稳性。     

LCL型三相光伏并网逆变器新型控制策略研究

LCL滤波型并网逆变器是高阶多变量控制系统,传统并网电流单一控制方法,不能确保系统稳定性良好的同时又较好的改善并网电流质量。为此提出了一种基于LCL型并网逆变器的新型复合电流控制技术。文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,通过在电流环中增加陷波器的方法实现了LCL滤波器的有源阻尼,提高系统稳定性的同时又不需要额外增加传感器;并网电流调节器将重复控制(RC)和准比例谐振控制(QPR)有机结合,提高了系统的动态响应速度,且降低本地非线性负载扰动和电网电压频率波动对并网电流质量造成的影响,实现对基频信号的无静差跟踪控制和单位功率因数并网。通过Matlab/Simulink仿真测试,验证了陷波器有源阻尼及重复准PR复合控制策略的正确性和有效性。     

电网故障下光伏并网低压故障穿越控制策略的研究

电网发生故障或扰动可能造成光伏并网点电压跌落,严重影响电力系统的安全运行,光伏发电站有必要具备在电压跌落范围和时间内保证不脱网运行的能力。提出一种基于无功补偿的光伏并网低压穿越控制策略。该方法在检测到电压跌落时,通过断开外部电压环路将双闭环控制模式更改为单电流环路操作模式,采用改进后的无功补偿控制策略防止逆变器产生过电流,为电网电压提供无功补偿,较好实现不脱网运行。最后利用Matlab / Simulink软件比较和分析低压穿越控制策略前后的相关参数。仿真结果表明,改进的控制策略可以有效地抑制逆变器输出电流的增加,并且能提供无功功率来支持电网电压,以在电网电压骤降期间实现低压穿越。     

基于模块化多电平换流器的光伏并网系统低电压穿越技术控制策略

随着光伏发电在电力系统中的渗透率日益加大,最新并网规则要求光伏并网逆变器具有一定的低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）能力。针对基于模块化多电平变流器（modular multilevel converter,MMC）的光伏并网系统,首先,在静止坐标系下建立了系统的数学模型。为保证光伏电场可在电网故障时具备低电压穿越能力,采用一种实现电流正弦及有功恒定的电流控制策略,并提出无功功率参考值的计算方法及并网电流限幅策略。其次,利用准谐振（proportional resonant,PR）控制器,设计出控制环路,实现光伏并网系统的LVRT。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了控制策略的有效性和正确性。     

基于三相光伏并网系统的比例谐振重复控制研究

在分析LCL型的光伏并网系统的运行状态的前提下,针对三相光伏并网系统的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力等问题,提出了一种基于比例谐振的重复控制的控制策略。该控制策略利用比例谐振(PR)在其谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,实现电流的无静差跟踪,提高系统的稳态性能;利用传统的重复控制在并网系统稳定以后可以抑制电网的周期性扰动,从而提高系统的动态性能、电网的抗干扰能力以及获得高质量的并网电流波形。最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果显示这种改进的重复控制策略能够很好地解决光伏并网的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力这类问题。