三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制

三相并网逆变器传统模型预测控制存在开关频率不固定和输出电流谐波含量较高的问题,给并网逆变器输出滤波器的设计带来了一定困难,并且影响并网逆变器的运行效率。为此,提出一种三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制算法,在每个控制周期采用三个电压矢量,通过 轴电流无差拍控制来确定每个电压矢量的作用时间,以电流跟踪误差最小选择最优电压矢量组合,再经过DPWM0调制得到开关信号,实现输出电流定频控制且谐波含量降低。仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于有源阻尼的并网逆变器多谐振PR控制

由于LCL滤波器对电流高频谐波有较好的滤除效果,被越来越多地用于逆变器并网。针对LCL型并网逆变器固有的控制谐振和并网电流低频谐波含量高的问题,提出一种基于有源阻尼的多谐振比例谐振(PR)控制器,在保证稳定性的前提下,实现对输出电流中特定频率谐波的抑制。理论分析、仿真和实验结果证明所提控制算法能在保证并网逆变器稳定运行的同时,明显降低输出电流中的低频谐波含量,达到提高并网逆变器输出电流电能质量的目的。     

三相光伏并网逆变器SVPWM电流控制技术研究

建立了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流控制的三相并网逆变器数学模型,提出了以电网基波频率同步旋转坐标系下电网电压前馈和电流比例积分(PI)控制相结合的三相并网逆变器控制方案。给出了系统的软件锁相环设计,并通过提高模数转换器(ADC)采样频率减小控制延时。样机实验表明,逆变器输出电流谐波含量低,控制方案具有良好的稳态和动态性能。     

一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法

为了简化三相并网逆变器的谐波补偿控制,同时提高并网逆变器对电网背景谐波电压的抗干扰性能,提出一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法,该方法将本地谐波补偿和抗电网背景谐波电压扰动在三相并网逆变器控制中予以统一考虑。所提控制方法可根据控制目标的不同,在谐波抑制和谐波补偿两种模式下灵活切换。谐波补偿模式,在不需要进行谐波电流检测的前提下,可实现对本地负载谐波电流的有效补偿,简化了谐波补偿时并网逆变器的控制操作;谐波抑制模式,可抑制电网背景谐波电压对逆变器输出电流的负面影响,从而提高并网逆变器的抗干扰能力。通过对同步旋转坐标系下控制器到静止坐标系的等效变换,建立了整个控制系统在静止坐标系的频域模型,分析了系统的频域跟踪特性和稳定性。仿真与实验结果证明了所提方法的有效性。     

基于小波预测控制的并网逆变器研究

为进一步改善并网电流的谐波频谱,提出一种能够降低开关频率附近谐波的最大小波尺度预测控制方法。推导出d,q坐标下小波调制(WM)逆变器输出电压变尺度数学模型;根据并网逆变器离散状态方程得到了d,q轴解耦的最大小波尺度控制函数;再根据WM逆变器输出的相位模型控制三相小波尺度j_a,j_b,j_c变化,实现了在单位功率因数下对并网逆变器输出电流的控制。仿真和实验结果证明了该方法的有效性和实用性。     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究

针对单纯PI控制的缺点,对光伏并网系统中逆变器的控制进行了改进,提出重复控制和PI控制相结合的电流跟踪控制策略。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI控制则利用偏差调节原理,使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。此外,加入预测算法以便消除逆变器开关器件和输出滤波网络的延迟影响,使并网电流与电网电压相位趋于一致。实验结果表明,新的控制策略可有效改善并网电流波形,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

电网电压不平衡下燃料电池并网逆变器功率控制

基于参考指令变更的三相并网逆变器功率控制方法,通过调节影响功率波动的参考指令内的谐波分量可以实现逆变器电流质量和功率波动间协调控制,但不能实现三相电压不平衡下负序交流分量的无静差调整。针对此问题,提出了三相电压不平衡下燃料电池三相并网逆变器功率控制方法,构建了燃料电池三相并网逆变器电路拓扑结构。在此基础上采用无锁相环直接功率控制方法,采用全通滤波器对并网逆变器电路中的电压和电流基波分量进行90°相移,消除2倍频的负序交流分量,实现并网逆变器有功功率和无功功率的有效控制。仿真结果证明,所提方法控制的并网逆变器进网电流谐波含量为0.33%,输出电流正弦度较高,电网电压不平衡状态下仍能坚持对电流进行控制。该方法功率控制效果好,具有较强的安全性。     

改进SVPWM在直驱型风电并网控制中的仿真研究

目前大功率直驱永磁同步发电系统和三相PWM逆变器控制正成为风力发电技术研究的热点。主要针对直驱风电系统中网侧逆变器控制进行研究,为减小并网逆变器输出电流中的谐波,采用空间矢量脉宽调制技术;为维持直流环节电压的恒定和使输出电流快速跟踪给定电流,实现单位功率因数并网,采用电压外环、电流内环双闭环结构控制风电并网。给出一种改进SVPWM调制方法,可以消除偶次谐波,降低输出波形畸变率,并且分别采用传统SVPWM和改进SVPWM调制方法对风电系统的有源逆变部分进行了仿真,结果验证了改进SVPWM控制方法的可行性和有效性,从而为实践中完成较高电能质量风电并网提供理论基础。     

重复PI控制的五电平光伏并网逆变器

介绍了一种双向开关型五电平逆变器,并提出了重复控制和PI调节相结合的复合控制方案。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI调节使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号,从而使系统具有良好的稳态和动态特性,提高对逆变器的控制精度。仿真和实验表明,用重复PI控制的五电平逆变器输出并网电流波形稳定,谐波畸变率小,并能实现实时快速跟踪电网电压相位,使系统工作在高功率因数状态下。     

30kW光伏并网逆变器的研制

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势,并网逆变器是并网光伏发电系统的核心装置之一.分析了三相光伏并网逆变器的工作原理,并对逆变器的控制结构进行了设计.依据所提出的控制策略,研制了一台30 kW光伏并网逆变器样机.实验结果表明,采用所提出的控制策略可以实现对逆变器输出电流波形的良好控制.     

定环宽逆变器电压滞环控制环宽-谐波畸变分析

针对单相半桥逆变电源,提出一种恒定滞环宽度的电压滞环控制方法,并通过对输出电流的检测实现开关管的零电流开通(Zero Current Switching, ZCS)。控制器通过检测负载输出电压并与电压滞环比较,当输出电压超出控制滞环、且输出电流为零时控制相应开关管开通,直至输出电压重回控制滞环带或输出电流过流时关断,进一步的,本文研究了定环宽控制下,滞环宽度与输出电压总谐波畸变率之间的关系。仿真结果表明,基于定滞环宽度的电压滞环控制方式在零电流开通状态下可良好地跟踪上参考电压滞环,且在恒定滞环宽度控制下,滞环宽度与输出电压总谐波畸变率之间呈线性关系。     

电压互感器谐波特性测量用可控谐波电压源的构建

谐波电压源的构建是开展电压互感器(Voltage Transformer,VT)谐波特性测量所需要解决的关键问题之一。为解决电压互感器谐波特性测量中要求谐波电压源容量大、谐波成分丰富且可控等问题,构建了以IGBT单相逆变器为核心的可控谐波电压源。分析了其工作原理、设计了系统参数并分析了控制器特性,仿真验证了所提方案的可行性。以此为基础构建了VT谐波特性测量平台并开展了输出性能测试,其输出结果进一步验证了所提方案的有效性,为VT谐波特性的测量及试验研究奠定了基础。     

A vector control system using a neutral-point-clamped voltage-source pwm inverter

This paper describes a vector control system of an induction machine using a neutral-point-clamped voltage-source inverter (NPC-VSI) that is one of the double series-connected inverters. The NPC-VSI is able to output five-level step-shaped line-to-line voltage without output transformers or reactors, and it may reduce harmonic currents corresponding to torque ripples. However, the NPC-VSI has a problem in that excessive high voltage is applied to switching devices when a neutral point of two dc capacitors of the NPC-VSI varies from the center of the dc link voltage, because the neutral point is floating. This paper proposes also a current controller to which the space vector theory is applied. This can reduce harmonic currents to one-fourth those of a conventional voltage-source inverter using six switching devices, and regulate the neutral point potential within a preset range. To simplify the current controller, information about voltage space vectors is given from the vector controller to the current controller. The validity of the current controller is confirmed by a prototype using an induction machine of 2.2 kW.     

带LC滤波的三相逆变器的比例谐振控制

针对带LC输出滤波器的三相电压型逆变器,提出一种新的无电流传感器比例谐振(PR)控制策略,仅需检测输出滤波电容电压,无需检测其电流.相比于同步旋转坐标系的PR控制器,提出的PR控制器基于静止坐标系,无需进行复杂的坐标变换,减少了计算量,能对正序与负序电流进行统一调节.仿真和实验结果表明,该控制策略具有良好的动静态性能,...     

基于电荷平衡的两级式逆变器前级电路控制方法

针对两级式逆变器传统控制中无法兼顾抑制二次纹波电流i2nd和改善中间母线电压ub动态特性的问题,提出了一种基于电荷平衡控制和传统控制相组合的方法,前者负责改善动态下ub的控制,后者负责稳态下抑制二次纹波电流i2nd的控制。分析了前级电路双环控制中符合i2nd需求下电压环的设计方法、Δub对穿越频率ωc范围的影响,以及最终对ub动态响应时间ts的影响。推导了电荷平衡控制的原理,占空比的获取,提出了一些设计关键问题的解决办法。最后在一台100V输入、200V中间母线电压、110V输出、450W负载的样机上进行了测试,比较了传统方法和所提控制方法在投载下的动态特性,显示所提方法具有响应快,波动小的优点,证明了方法的有效性。     

新型数字化单相五电平逆变器系统的实现

本文以新型五电平逆变电路为基础,运用重复控制器和状态反馈的控制策略,提出采用降维观测器对电容电流进行检测的方法,系统地说明了整个系统的实现方法和步骤。实验证明,该逆变器输出波形动态性能和稳态性能好,同时也说明经典的波形控制技术能够有效地引入到多电平变换器中,以提高输出电能质量。     

光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究

针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。     

基于APFC芯片控制的光伏并网逆变器研究

提出一种基于有源功率因数校正(APFC)芯片控制的小功率光伏并网逆变器方案。该逆变器包括直流变换环节和逆变环节。其中直流变换环节采用APFC芯片控制将光伏电池板的直流低电压变换成正弦双半波的直流电,逆变环节采用工频全桥逆变电路将正弦双半波电流变换为交变电流注入电网。新方案中并网逆变器的并网控制采用APFC芯片实现,而实时控制要求低的最大功率点跟踪(MPPT)、孤岛保护可采用低价的单片机实现。新方案具有成本低、开发和电流采样容易等优点。通过一台300 W的样机证明了系统方案是正确有效的。     

两级式逆变器中间母线电压低频纹波抑制

两级式单相逆变器输出电压和电流都是低频交流电,输出瞬时功率中除含有直流量外还含有2倍输出频率的脉动量,造成中间母线电压出现二次纹波分量。为解决逆变环节产生的谐波引起母线电容发热从而危及母线电容的运行寿命以及母线电压脉动可能导致逆变输出电压畸变的问题,提出了一种通过改变前级直流变换器外环电压控制器参数以实现母线电压低频纹波抑制的方法,并研究了两级式直交逆变器中间母线电容电压特性,通过分析逆变环节输入电流中直流分量、二次谐波分量等表达式,从而揭示两级式逆变器中间母线电容低频电压纹波的产生及其影响因素。方法中前级直流变换器、后级逆变器均采用电压电流双闭环控制。仿真和实验结果表明该控制方法是正确、可行的,且母线电压低频纹波抑制效果明显。