基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

电流预测无差拍在三相并网逆变器中研究

针对传统的无差拍控制器在控制上的延时,同时为进一步解决静态误差、抗干扰等问题,提出了一种预测电流无差拍功率解耦控制结合SVPWM调制的策略。新的无差拍控制器在电流内环控制上可以很好地解决三相电压型逆变器在并网运行时锁相问题。在PSIM软件下对三相并网逆变器进行建模,利用无差拍方法对输出电流跟踪与dq坐标系下电网电压定向对功率解耦,从而控制逆变器的输出功率。仿真和实验结果证实此方法在逆变器并网锁相时具有良好的效果。     

一种新的参数自适应主动移频孤岛检测方法

在分布式发电系统中,孤岛检测方案是必不可少的部分。但是当逆变器输出负载发生有功无功匹配时,准确及时地检测孤岛将变得十分困难。一些基于频率或相位偏移的孤岛检测方案在这种时候将失去效用。提出一种参数自适应的主动频移孤岛检测方法。在该方法中,受控制的逆变器输出电流频率将随着公共连接点(PCC)的电压频率变化而自适应的改变其频率,依据正反馈信号进行调节打破逆变器输出与负载之间的相位和功率匹配,从而实现快速的孤岛检测。干扰信号被周期性的注入逆变器输出电流中,通过两种频率范围内的不同算法来避免孤岛检测误动作,并尽量减少干扰信号对电网的影响。最后,通过Matlab/Simulink平台对该方法进行的仿真验证,仿真结果证明,该方法可以针对多种不同的负载情况实现快速准确的孤岛检测,达到了预计的目标。     

改进无差拍控制在单相并网逆变器中的应用

为解决在单相并网逆变器中应用无差拍控制时,由于采样及处理器计算的延时而导致系统不稳定的问题,提出了一种基于CMAC神经网络的无差拍控制策略。控制策略通过MPPT算法跟踪光伏电池的最大输出功率,然后将最大功率减去电路中功率损失后除以电网电压的有效值平方得到逆变器参考电流的系数k,再根据CMAC神经网络预测出下一时刻的电网电压和参考电流,最后计算出下一时刻的开关周期的占空比对逆变器进行控制。此方法实现了对采样及处理器计算的延时的补偿,可提高了系统的稳定性,使并网逆变器的输出电流快速、准确地跟踪电网电压,降低逆变器输出电流中的总谐波歧变。通过对该策略进行了仿真和试验,结果表明该控制策略有效性和可行性。     

DSP的有源钳位反激式光伏并网逆变器设计

本文设计了一套以TI公司的TMS320F28335浮点型DSP为控制核心的单相光伏并网微型逆变器,光伏电池输出的直流电经交错并联反激式变换器转换为2倍于电网频率的正弦双半波电流,再用极性反转桥将正弦双半波电流转换为与电网同频同相的交流电并入电网.采用有源钳位电路能使MOSFET管实现零电压开关(ZVS).提出的一种改进型扰动观察法,可提高MPPT效率.样机实验波形表明,该光伏逆变器输出电流谐波含量较少,能够向电网输送高质量的电能.     

带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制研究

为了提高光伏逆变器并网电流质量,鉴于有源滤波器的控制算法,提出了一种新型的带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制策略。首先,采用锁相环分析电网电压矢量相位角,并根据光伏阵列输出的功率计算光伏并网逆变器的基波输出电流。然后,通过自校正滤波器技术提取网侧负载谐波电流。最后,根据基波输出电流与负载谐波电流确定T型三电平光伏并网逆变器的开关导通序列。为验证该控制策略,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型。仿真试验结果表明:该控制策略可有效改善网侧谐波电流,提高并网电流质量,在不增加设备的前提下实现光伏并网与有源滤波双重功能。该研究对于T型三电平逆变器在光伏并网及电能质量治理领域的推广应用具有重要价值。     

基于小波变换和神经网络的逆变电路故障诊断方法

提出一种基于小波分析和神经网络的逆变器开路故障诊断方法;采用小波变换方法将逆变器的三相输出电压分解为高频系数和低频系数,以三相低频系数的平方和作为该相输出电压的特征向量,将逆变器开路故障进行分类和编码,建立一个三个输入、五个中间节点、一个输出的神经网络模型,实现逆变器故障桥臂定位,最后利用逆变三相电压同一桥臂故障电压的对称性的特点,用一种简单的判断逻辑实现故障元件的分离;仿真结果表明,该模型的诊断准确率达到98.6%以上,表明方法的有效性.     

单相并网逆变器的定频滞环电流控制

提出一种用于分布式发电系统与公用电网并网的单相逆变器定频滞环电流控制新方法,该方法在对前一周期的电流误差进行采样的基础上,利用最小二乘算法估计下一周期电流误差的变化趋势,然后控制下一周期电流误差以实现定频滞环电流跟踪,改善输出电流波形,提高控制精度。利用Matlab进行建模,仿真结果证明了该方法有非常快的响应速度,可使输出电流与电网电压同频同相,向电网输出高质量的电能。     

基于Park变换的LC型逆变器参数在线辨识策略

针对采用电压电流双闭环控制的LC型逆变器,提出了一种滤波电感和电容参数的在线辨识策略。对电压、电流信号进行Park变换和积分滤波,得到电压、电流的基波dq轴分量后代入推导的表达式进行计算,即可辨识出电感、电容参数;利用开环运行时的调制波信号间接获取参数辨识所需的逆变器输出电压,从而节省了传感器;搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果表明,所提策略在逆变器不同负载强度下以及电感、电容参数偏移时均能准确识别参数,且不会影响系统的稳态运行。     

基于αβ坐标下离网逆变器控制策略研究

三相离网逆变器的数学模型在dq坐标系下存在耦合项,并且当负载突变或不平衡时,输出电流波形易产生畸变,对负载造成一定的损坏并减少其使用寿命.针对上述存在的问题,提出基于αβ坐标系下的电流重复控制策略,该控制策略不需要进行Park变换和解耦计算,且能有效地抑制波形的畸变.仿真结果表明:采用LC型滤波器三相逆变器在αβ坐标系下电流重复控制方法是正确的,且能够减少逆变器输出电流波形的谐波含量,满足谐波畸变率要求,为负载提供优质的电能.     

类似脉冲阻塞式斩波交-交变频器在煤矿井下的应用研究

针对采用晶闸管元器件作为主控元件的交-交变频器在煤矿中应用存在换流困难、输出频率低等问题,提出了一种类似脉冲阻塞式斩波交-交变频器的设计方案。该方案采用单个IGBT作为交-交变频器的主控元件,采用变频/变压复合调速方案,同时增加了同步控制方式,从而减少了逆变元件的工作时间,降低了器件的发热功耗。类似脉冲阻塞式斩波交-交变频器对于煤矿设备的重载启动具有重要意义,但由于该变频器在煤矿尚无使用先例,因此需对其进行进一步的探索和研究。     

单相电力电子变压器整流级新型直接功率控制策略

针对传统dq电流解耦双闭环控制的单相级联H桥整流器受系统电感参数变化的影响,同时为避免系统频率偏移的干扰,提出了一种无需电感参数和系统角频率的新型直接功率解耦控制器,实现了有功、无功功率的独立控制.并利用级联延时信号消除算法提取基波正序分量,消除谐波信号带来的影响.在MATLAB/Simulink中搭建了三级联H桥整流...     

Flyback CCM inverter for AC module applications: iterative learning control and convergence analysis

This paper presents an iterative learning controller (ILC) for an interleaved flyback inverter operating in continuous conduction mode (CCM). The flyback CCM inverter features small output ripple current, high efficiency, and low cost, and hence it is well suited for photovoltaic power applications. However, it exhibits the non-minimum phase behaviour, because its transfer function from control duty to output current has the right-half-plane (RHP) zero. Moreover, the flyback CCM inverter suffers from the time-varying grid voltage disturbance. Thus, conventional control scheme results in inaccurate output tracking. To overcome these problems, the ILC is first developed and applied to the flyback inverter operating in CCM. The ILC makes use of both predictive and current learning terms which help the system output to converge to the reference trajectory. We take into account the nonlinear averaged model and use it to construct the proposed controller. It is proven that the system output globally converges to the reference trajectory in the absence of state disturbances, output noises, or initial state errors. Numerical simulations are performed to validate the proposed control scheme, and experiments using 400-W AC module prototype are carried out to demonstrate its practical feasibility.     

磁谐振无线电能传输负载自适应阻抗匹配研究

针对磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统的负载改变时,现有阻抗匹配方法不能自动调节负载阻抗,导致系统电能传输效率降低的问题,提出了一种MR-WPT系统负载自适应阻抗匹配方法。为利用高频化提高MR-WPT系统的电能传输效率,选用E类功率放大器作为高频逆变电路。在磁谐振装置和负载之间加入DC/DC变换器,当负载阻抗变化时,通过调节DC/DC变换器的占空比将负载电阻变换到最大效率传输电阻,从而确保MR-WPT系统始终以最大效率工作。仿真和实验结果表明:所提出的阻抗匹配方法切实可行,能够优化MR-WPT系统的传输效率,输出功率为3.5 W时,传输效率达35%。     

基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断

针对现有二极管钳位式(NPC)三电平逆变器开路故障诊断方法存在计算量大、准确率受噪声和负载等影响的问题,提出了一种基于Park变换的三电平逆变器开路故障诊断方法。对三电平逆变器三相输出电流进行Park变换,计算平均电流Park矢量;利用滑动窗口取得单周期电流信号,根据逆变器电路结构分析IGBT故障时输出电流变化;采用迭代法确定平均电流Park矢量模值的阈值,结合相角和模值进行三电平逆变器功率管13种开路故障的识别和定位。仿真结果表明,该方法故障诊断准确率达到了98.31%。与传统的开路故障诊断方法相比,该方法不需要对13种开路故障数据进行学习和训练,大大减少了计算量,提高了故障诊断效率和准确率。     

一种改良的主动频率偏移孤岛检测方法

分布式发电系统中的孤岛检测问题是目前研究的难点,特别是传统主动频率偏移法在逆变器输出功率与负载功率平衡或者不平衡程度较小时,较难检测出孤岛并且输出电流存在较大的谐波含量。针对这个问题,在光伏并网发电系统中提出了一种改良的主动频率偏移孤岛检测方法。该方法把主动频率偏移与卡尔曼滤波的谐波估计相结合组成判断是否发生孤岛的依据。在Matlab/Simulink下进行系统仿真,验证了该方法有效地减少了传统主动频率偏移法存在的检测盲区,也明显地降低了逆变器输出电流的谐波含量。     

基于改进型重复PI控制的三相并网逆变器

针对三相大功率并网逆变器在开关频率较低情况下采用传统重复PI控制策略所存在的控制精度问题,提出了一种降低其输出并网电流THD的改进型重复PI控制策略.该策略基于线性插值理论计算出重复控制相位补偿中的分数拍提前,从而实现了电网全周期范围内的任意相位补偿,克服了整数拍相位补偿精度不高的问题,改善了并网电流的波形质量,同时对...