一种增强并网逆变器对电网适应性的阻抗重塑控制策略

针对并网逆变器在弱电网条件下容易发生谐振或失稳的问题,以弱电网下运行的逆变器为例,采用阻抗分析法研究了外部电网阻抗对其稳定性的影响,分析了逆变器稳定性与谐振的关系,提出一种阻抗重塑控制策略对并网系统相位裕度进行补偿,进而提升逆变器对宽范围变化的电网阻抗的鲁棒性,并给出具体设计步骤及相关参数选取方法,该控制策略无需检测电网阻抗即可完成相位裕度补偿,克服了传统方法因电网阻抗测量结果不准而难以达到预期补偿效果的缺点。最后,在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了逆变器并网仿真模型并进行了样机试验,验证了所提控制策略的有效性与正确性。     

弱电网条件下并网逆变器的稳定性

位于偏远地区分布式发电系统长距离传输线给电网引入不可忽略的阻抗,使电网呈弱电网特点。当弱电网阻抗与逆变器输出阻抗不匹配时,并网电流在某些特定频率发生谐振,从而破坏逆变器的稳定性。基于阻抗分析法研究弱电网阻抗对LCL型并网逆变器稳定性的影响,并给出一种新型电容并联虚拟电阻有源阻尼算法来提高弱电网下并网逆变器的稳定性。最终,在一台500 W实验平台中对算法进行验证。     

弱电网下LCLLC滤波的并网逆变器电流优化控制策略

弱电网条件下,电网阻抗会影响逆变器控制系统的性能和并网电流波形质量。文章在LCLLC滤波器基础上,采用了准比例积分谐振(PIR)控制的双闭环电流控制方案,分析了电网阻抗对传统的电网电压比例前馈控制系统稳定性的影响,提出了一种加入权重系数的电网电压比例前馈控制策略,该策略可以提高系统在弱电网下的相位裕度,改善并网电流的质量。Matlab/Simulink仿真研究证明,所提出的控制策略对提高并网电流的质量具有较好效果。     

弱电网下光伏并网逆变器的数字H∞鲁棒控制器设计

针对弱电网下光伏并网逆变器可能发生的失稳现象,提出一种光伏并网逆变器的数字H_∞鲁棒控制器设计方法。首先建立传统控制策略下光伏并网逆变器的控制模型,并分析其在弱电网条件下的稳定性。为了提高LCL型光伏并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,考虑数字控制延时的影响,通过建立离散域下光伏并网逆变器的标准H_∞控制模型,并设计加权函数,求得光伏并网逆变器的数字H_∞控制器。与传统的双闭环控制策略相比,理论分析与仿真和实验结果均表明,所设计的数字H_∞控制器可显著增强弱电网条件下光伏并网逆变器的稳定性。     

弱电网中基于电流误差信号补偿的并网逆变器稳定性研究

将弱电网中的三相LCL型并网逆变器作为研究对象,在基于传统的并网电流反馈结合公共连接点(PCC)电压比例前馈的控制方式上建立系统闭环控制模型,明晰系统的谐振机理,并提出采用基于电流误差信号补偿的控制策略,对系统的稳定性进行改善。最后通过实验验证该控制策略的正确性和有效性。     

多逆变器并联并网系统稳定性分析

实际工程中多逆变器并联并网系统中的各逆变器之间往往存在一定差异,为研究逆变器参数不统一的多逆变器并联并网系统的稳定性及谐振机理,以逆变器参数不统一的一般性多逆变器并联并网系统为研究对象,将系统分解为导纳网络和激励源两部分,分别推导出系统中不同逆变器之间以及逆变器与电网之间的相互作用电流,据此揭示出这些不同元件之间的相互作用机理,提出一种根据导纳网络和逆变器自身的稳定状态来判断系统稳定性的方法。利用上述不同元件之间的相互作用电流分量合成逆变器输出电流以及并网电流,并推导出其稳定性判定条件,最终得到一种具有一般适用性的多逆变器并联并网系统稳定性判定方法。仿真及实验结果可验证理论分析的正确性。     

LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为（0,0.477f3）。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。     

逆变器并联谐振及多重抑制方法研究

多台逆变器并联接入阻抗较大的弱电网时,逆变器容易发生谐振现象。文章从系统谐振电路、谐振源等方面分析了谐振产生的机理,提出一种多重谐振抑制方法,可以有效降低逆变器输出侧多个谐振频率点处较高的谐波含量。在Matlab/Simulink中搭建了多台考虑死区、数字控制延时精确仿真的逆变器模型。仿真结果验证了文章谐振抑制策略方法的有效性。     

多逆变器并网稳定性分析

随着微网的快速发展,光伏渗透率逐渐增高。在多逆变器并网情况下,常采用电容电流反馈的虚拟阻尼方法来抑制谐振并网时产生的谐振。文章基于多台逆变器并网的闭环阻尼模型,分析了并网逆变器在硬件相同但软件参数不同情况下的多逆变器并网谐振阻尼特性,并采用传递函数闭环零极点的变化轨迹分析阻尼系数对多逆变器并网系统稳定性的影响。最后利用Matlab/simulink软件对所提出的控制策略进行了仿真,仿真结果表明,所提出的控制策略能保证系统的稳定性,并且有效地抑制并网谐振。     

弱电网下级联H桥光伏并网逆变器稳定性分析

随着大规模新能源发电设备的接入,可能会形成对外呈感性的弱电网,这将影响逆变器系统的稳定性.针对级联H桥光伏并网系统,分别考虑锁相环和电压前馈的影响,对输出阻抗进行建模,并基于阻抗稳定判据分析延时时间、锁相环带宽、谐振前馈系数对并网系统稳定性的影响.最后,提出一种通过相角补偿来增强级联H桥光伏并网逆变器在弱电网条件下稳定...     

基于双重约束的光伏逆变器直接前馈阻尼控制研究

针对高比例光伏发电系统网侧变弱潜在的高频谐振问题,提出一种基于输出电流直接前馈的新型阻尼控制方案,并对环路谐振抑制参数整定的全局-局部运行双重约束进行研究。首先,建立光伏多机并网系统数学模型,利用阻抗比判断潜在的高频谐振。其次,对逆变器串电阻环路变换构建等效的输出电流直接前馈控制环路,通过分析不同谐振抑制参数下系统全局高频谐振治理效果及单台逆变器局部运行状态,以全局-局部稳定为双重约束确定了谐振抑制参数可行域,并分析电气参数随运行状态变化下所提方案的抗扰能力。最后,搭建光伏多机并网系统的仿真实验平台验证上述研究的有效性。     

Parallel interaction influence of single-stage photovoltaic grid-connected/hydrogen production multi-inverter system based on modal analysis

In order to study the harmonic resonance characteristics of single-stage photovoltaic (PV) grid-connected/hydrogen production multi-inverter system, the modal analysis method was used to systematically analyze and discuss the resonance problem. First, a three-phase single-stage photovoltaic grid-connected/hydrogen production system simulation model was established, and hydrogen production from water electrolysis was used as a local load. Secondly, this paper applied a modal analysis method that could determine the system resonance frequency, resonance center and the participation degree of each component by constructing the multi-inverter system node admittance matrix. Finally, the Thevenin equivalent model of multi-inverter system was established based on the modal analysis method. The influence of the number of inverters on the resonance characteristics of the system was studied. Compared with the frequency response analysis of the transfer function, the simulation results verify the correctness and effectiveness of the modal analysis method.     

弱电网下多LCL型并网逆变器谐振模态分析

针对弱电网下多LCL型并网逆变器谐波谐振机理分析,传统频域分析法需要通过高阶复杂的传递函数获取系统谐振频率,且不能得到更多谐振信息的相关问题。该文提出模态分析法分析并网系统的谐振特性,确定谐振频率、节点参与因子等谐振信息。首先建立典型三相LCL型并网逆变器系统诺顿等效模型;基于该模型,对比分析模态分析法和传统频域分析法的应用原理,并阐述模态分析法在谐振分析中的优势。其次,采用模态分析法研究逆变器数量、逆变器类型、电网阻抗、线路阻抗、控制参数及LCL参数对并网系统谐振特性的影响规律,并与传统频域分析结果进行对比。然后,将模态分析应用到不同参数多并网逆变器谐振特性分析。最后通过仿真试验验证谐振模态分析的正确性。     

应用于谐波放大治理的统一阻抗适配器研究

在高渗透率电网环境下,多逆变器并网系统更易出现谐波放大甚至失稳的问题。众多学者致力于通过并联阻抗适配器来缓解这个问题,但其既不易实现过小阻抗的虚拟,也无法有效抑制电网背景噪声的放大。针对上述问题,提出统一阻抗适配器,弥补并联阻抗适配器的不足。首先基于阻抗模型对弱网下多逆变器电网络耦合系统的谐波放大机理进行分析,明确了系统谐波放大甚至失稳的原因——系统欠阻尼特征和谐波源。其次介绍了并联阻抗适配器解决上述问题的机理与不足之处。再次,提出一种在并网点虚拟谐波段串并联阻抗相结合的统一阻抗适配器,解决系统谐波放大问题,提高并网电流的质量。最后搭建RT-LAB硬件在环仿真实验平台,验证了所提方案的有效性。     

电网频率波动时LCL并网逆变器重复控制研究

针对电网频率波动时,并网电流畸变和谐波较大的问题,提出了静止坐标系下LCL并网逆变器的重复控制策略,该策略可有效降低并网电流谐波畸变率;在静止坐标系下,LCL并网逆变器数学模型无耦合现象,省去了复杂的解耦运算,从而该控制策略简单易实现;在确定电路参数的基础上,对重复控制进行了参数设计,并通过仿真试验证明了理论分析的正确性。研究成果对于提高电能质量意义重大。