基于空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦控制研究

提出一种基于电网线电压空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦方法,将复平面分为6个扇区,在每个扇区内实现两相开关解耦,分别控制相应的输出线电流,实现电流跟踪,改善并网电流波形。最后,利用MATLAB建立三相光伏并网逆变器双环系统仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性。     

虚拟同步发电机并离网无缝切换控制策略研究

针对常规逆变装置并网时电压相位幅值不同步,以及逆变装置内环控制结构瞬时变化给电网带来冲击和不稳定问题,文章提出一种多运行模式下统一电压电流双环控制结构、基于虚拟同步发电机(VSG)算法的逆变器并离网无缝切换策略。该策略包括孤岛模式并网的预同步控制策略、离网控制策略、有功功率和无功功率的并网冲击抑制、根据负荷变化在线实时整定并网预同步相角差、及时调整输出电压相位的算法。在逆变器带阻性、阻感性负载时对所提并离网切换策略进行了仿真验证,证明了算法的可靠性,有效实现了对于电网、负荷以及直流侧储能的无冲击平滑并网。     

基于模型预测控制的不平衡电网电压下三相燃料电池并网发电系统功率解耦控制策略

当三相电网电压不平衡时,由于直流-交流功率耦合,质子交换膜燃料电池（PEMFC）的输出电流会产生低频电流脉动,影响其输出性能和使用寿命。此外,功率耦合将导致交流侧的并网电流畸变。文章提出了一种功率解耦控制策略,以消除燃料电池输出电流脉动,同时降低并网电流的总谐波畸变率（THD）。DC-DC变换器和DC-AC逆变器分别由基于虚拟矢量和最优占空比的改进模型预测控制（MPC）算法控制,通过改进的MPC方法,可实现对参考电流的精确跟踪,并获得良好的鲁棒性和暂态性能。最后,仿真结果验证了所提功率解耦控制策略的有效性。     

微电网储能双模式逆变器控制方法的研究

文章设计了应用于微电网的储能双模式逆变器系统,该系统利用三相逆变器SVPWM算法实现了对双模式逆变器并网运行的有效控制,利用与并网模式有相同电流内环的独立运行控制方法,对逆变器独立运行时电压幅值和频率控制,基于前馈控制的无缝切换控制方法,对电网状态检测方法以及防冲击的切换方法进行试验,试验结果验证了文章所提出理论的正确性和可行性。     

负荷不对称情况下的微网逆变器电流均分控制

由于低压微电网中负荷多以单相的形式出现,易出现三相负荷不对称而造成三相电压的不平衡,从而影响微网中的逆变器控制。在微网系统中三相负荷不平衡的情况下,对微网逆变器的控制和不平衡电流的均分控制进行研究。首先分析微网中在负荷不对称情况下的锁相和负序分量的提取方法,然后设计相对应的微网逆变器电压电流环,分析负序电流的均分条件,并提出一种基于微网中央控制器(MGCC)进行负序电流分配的逆变器负序电流均分控制方法,通过仿真和实验验证所提方法的有效性。     

含不平衡负载的微电网中三相微源逆变器的VSG控制策略

在离网模式下,微电网中虚拟同步发电机的输出电压易受不平衡负载影响。针对此问题,文章基于一阶全通滤波器(All-Pass Filter,APF)的电压电流正、负序分离方法,利用正序功率和正序电流建立了改进VSG控制模型,改善了VSG输出电压参考。采用比例积分(Proportional Integral,PI)+准比例谐振(Quasi Proportional Resonant,QPR)电压调节器对VSG输出负序电压分量进行控制,论证了PI+QPR调节器抑制负序电压分量的优良性能。最后,仿真结果验证了该控制策略的有效性,该方法有效地改善了三相微源逆变器输出电压的对称性。     

基于交替单相PWM控制的三相光伏并网系统

提出了可用于多支路型三相光伏并网逆变器的交替单相PWM控制方法。该控制方法在一个工频周期内,逆变器有6种开关模式,每种开关模式中只须对三相中的一相桥臂进行PWM控制,从而有效降低了功率管开关损耗,在多支路光伏并网结构提高能量转换效率的基础上,进一步提高系统效率。采用电流滞环PWM跟踪控制,能够简单实现逆变正弦电流输出,跟踪性能好,并网功率因数为1,系统稳定性好,电流总谐波畸变率(THD)较低,可满足并网要求。通过Matlab仿真验证了该控制方法的正确性和有效性。     

三相光伏并网逆变器输出电流波形控制技术研究

分析了影响并网逆变器输出电流波形质量的主要因素,建立了含变压器的三相并网逆变器输出电流的数学模型。在此基础上提出同步旋转坐标系下谐波扰动重复控制与基波电流PI(比例积分)控制相结合的三相并网逆变器系统控制方案。实验证明该方案能够有效抑制逆变器输出电流的谐波扰动、改善电流波形质量。     

基于简化FCS-MPC的风电并网逆变器研究

摘要： 三相风力发电并网逆变器的模型预测控制存在大量计算问题,导致控制指令的时间延迟,影响控制系统性能,严重阻碍系统应用。为克服上述难点,提出了一种在线简化有限控制集模型预测电流控制算法。该方法通过坐标变换构建α β坐标下逆变器输出电流的预测模型,利用目标函数对逆变器输出的不同电压矢量进行评估,而无需使用脉宽调制模块。同时,结合电压空间矢量等效变换的原理,引入矢量扇区判断法,进而实现了预测控制过程的在线简化。最后,以带阻感负载三相并网逆变器为控制对象,建立了有限控制集模型预测控制仿真模型,分析了输出电流的稳态与动态性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法研究

受电网电压畸变等问题的影响,单相光伏并网逆变器输出电流中存在大量谐波,严重降低了该逆变器输出电能的质量。针对上述问题,提出一种基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法。该方法借助扰动补偿器倍频次谐波的抑制能力实现高频谐波电流的有效补偿,利用矢量比例积分控制器实现工频交流电流的无静差跟踪。文章利用额定功率为5 kW的单相光伏并网逆变器样机进行稳态运行实验。实验结果表明,文章所提出的控制算法能够大幅度降低单相光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提升该逆变器的并网电能质量。     

三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的分析

详细分析了三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的产生机理,构建了共模电压模型,得出了抑制共模电流的一般规律。利用该规律,对三相全桥拓扑结构的共模电流进行了详细分析,提出了新型控制方法,通过仿真试验对该方法进行了验证。     

微电网系统接地方式及安全分析

微电网并网及孤岛模式运行必须满足电力系统安全运行的基本要求,合理的微电网系统接地方式及变压器接地网的设计是微电网安全稳定运行的重要保障,分析了微电网系统接地方式,采用接地分析软件CDEGS计算了微电网联网和孤岛模式运行时,不同位置故障时故障电流的分配情况,设计了微电网变压器的接地网,并仿真计算出接触电压和跨步电压的值,验证了所设计接地网的正确性,保证了微电网的安全运行。     

基于LC滤波的光伏逆变器电感电流反馈控制策略研究

针对光伏并网逆变器的特点,基于电感电流反馈控制的光伏并网逆变器,提出了参考电流相位超前的电流内环控制策略。通过分析单相并网逆变器结构,推导了LC滤波器上电压电流矢量关系。加入电网电压瞬时值前馈解耦控制,研究了比例调节和准比例谐振调节两种策略下参考电流与输出电流的关联。基于一台3 kW逆变器为实验平台的理论分析和实验结果表明,采用该策略的逆变器并网电流时刻跟踪电网电压频率和相位,功率因数为1,并网电流谐波失真度低于3%。     

Dual-inverter for grid-connected photovoltaic system: Modeling and sliding mode control

A fast and robust control strategy for a multilevel inverter in grid-connected photovoltaic system is presented. The multilevel inverter is based on a dual two-level inverter topology. There are two isolated PV generators that feeding each bridge inverter. The output of each inverter is connected to a three-phase transformer. The active and reactive powers flowing into the grid are controlled by a sliding mode algorithm. An alfa–beta space vector modulator is also used. The inverters DC voltages are also controller by a sliding mode controller. In this way, a fast and robust system controller is obtained. Several test results are presented in order to verify the effectiveness of the proposed system controller.     

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。     

工频隔离三相并网光伏逆变器的状态反馈控制

重点研究了三相不平衡电网电压、变压器漏感和线路阻抗对逆变器波形质量和稳定性的影响,得出了逆变器的离散状态空间模型,提出并实现了工频隔离并网光伏逆变器的状态反馈控制策略。通过仿真和试验,验证了该控制策略能有效地抑制电网电压不平衡所造成的影响,可解决变压器漏感和线路阻抗所造成的稳定性问题。     

Coordinated control strategy for a PV-storage grid-connected system based on a virtual synchronous generator

Due to the characteristics of intermittent photovoltaic power generation and power fluctuations in distributed photovoltaic power generation, photovoltaic grid-connected systems are usually equipped with energy storage units. Most of the structures combined with energy storage are used as the DC side. At the same time, virtual synchronous generators have been widely used in distributed power generation due to their inertial damping and frequency and voltage regulation. For the PV-storage grid-connected system based on virtual synchronous generators, the existing control strategy has unclear function allocation, fluctuations in photovoltaic inverter output power, and high requirements for coordinated control of PV arrays, energy storage units, and photovoltaic inverters, which make the control strategy more complicated. In order to solve the above problems, a control strategy for PV-storage grid-connected system based on a virtual synchronous generator is proposed. In this strategy, the energy storage unit implements maximum power point tracking, and the photovoltaic inverter implements a virtual synchronous generator algorithm, so that the functions implemented by each part of the system are clear, which reduces the requirements for coordinated control. At the same time, the smooth power command is used to suppress the fluctuation of the output power of the photovoltaic inverter. The simulation validates the effectiveness of the proposed method from three aspects: grid-connected operating conditions, frequency-modulated operating conditions, and illumination sudden-drop operating condition. Compared with the existing control strategies, the proposed method simplifies the control strategies and stabilizes the photovoltaic inverter fluctuation in the output power of the inverter.     

Five-level inverter with dual reference modulation technique for grid-connected PV system

This paper presents a single-phase five-level grid-connected PV inverter with a novel dual reference modulation technique. Two reference signals identical to each other with an offset equivalent to the amplitude of the triangular carrier signal were used to generate PWM signals. The inverter consists of a full-bridge inverter and an auxiliary circuit comprising four diodes and a switch. The inverter produces output voltage in five levels: zero, +1/2V_dc, V_dc, ?1/2V_dc and ?V_dc. A digital PI current control algorithm is implemented in DSP TMS320F2812 to keep the current injected into the grid sinusoidal and to have high dynamic performance with low THD. The validity of the proposed inverter is verified through simulation and implemented in a prototype. The experimental results are compared with conventional single-phase three-level grid-connected PWM inverter in terms of THD.