单相光伏并网逆变器解耦控制策略研究

三相并网解耦控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)能够很好控制输入电网功率的有功和无功分量,调节并网功率因数,提高并网质量,提高直流母线电压的利用率,因此将三相并网解耦控制和SVPWM技术应用于单相光伏并网逆变器的控制中。通过逆变器输出真实和虚拟电流实现功率解耦,并给出单相SVPWM的原理和实现方法。实验结果表明,所设计解耦控制策略能够实现对逆变器功率因数有效控制、且动态性能良好,验证了该控制策略的可行性。     

双Boost逆变器新型单电流环并网控制

双Boost逆变器能够实现单级升降压逆变,并且凭借其结构简单、功率器件少、升压能力强等优点成为替代全桥逆变器的可靠选择.当其并网运行时,需要提高电能质量同时具备高性能动态响应及较高的逆变器效率.但传统的控制策略难以保证上述要求,且控制结构复杂,控制器参数整定困难.为了简化控制结构和控制器参数设计本文采用高频控制和工频控制结合的方法实现了半周期调制和单电流环并网控制.仿真和实验表明所提方法具有提高并网电流质量、快速动态响应、提高系统效率等优点.     

单相双Boost并网逆变器的模型预测控制策略

由于受Boost电路非线性特点的制约,传统基于线性系统理论的双环或者多环控制,往往存在控制环路多、控制结构复杂、控制器参数整定工作困难等缺点。基于模型预测控制理论对非线性系统具有良好的控制效果及鲁棒性强的特点,提出了一种单环并网电流模型预测控制策略。首先,针对双Boost电路组成差分逆变器的电路结构特点,提出了半周期的调制策略,在正负半周期内,实现两个Boost逆变器的解耦控制。接着,提出基于模型预测控制的单电流环并网电流控制策略。研制了750 W双Boost并网逆变器的实验样机,实验验证了双Boost并网逆变器半周期调制策略及模型预测控制策略的可行性与有效性。     

无变压器型单相光伏并网逆变器的设计

为满足家用小功率光伏并网的需求,研究设计了一款2 k W的无变压器型单相光伏并网逆变器。给出了光伏并网逆变器的拓扑结构,详细分析了光伏逆变器的MPPT原理,并通过Boost电路及扰动观察法来实现MPPT过程。在光伏并网过程中,并网逆变器采用了电流的无差拍以及电压电流双循环的控制策略实现了单位功率因数并网,最后通过实验验证该逆变器的可行性。     

并网逆变器控制方法研究

研究了一种应用于风力发电的三相并网逆变器的控制策略,首先建立了两相同步旋转坐标系下三相并网逆变器的数学模型,在此基础上给出了基于空间矢量调制的网侧电流闭环控制策略,实现了电流环的解耦控制和电网电压前馈,提高了系统的动态响应。最后给出了空间矢量调制的算法,仿真和实验结果均表明,采用该控制策略,系统不仅具有快速的动态响应,而且能够提高并网电能质量,实现单位功率因数并网。     

双频单相并网逆变器的拓扑及控制方法研究

为了进一步降低单相并网逆变器的成本,提高并网电流的质量和并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。并联型双频单相并网逆变器的主电路包含低频功率单元和高频消谐波单元,并网电流为低频功率单元电流和高频消谐单元电流之和,使得并网电流中的谐波得到了有效抑制。在介绍了并联型双频单相并网逆变器的拓扑结构和工作原理的基础上,给出了并网逆变器的控制策略,整个控制系统包括2个相互耦合的电流环,实现了对并网电流的控制。实验结果验证了理论分析的正确性。     

单相Boost型SPWM并网逆变器研究

论述了单相Boost型并网逆变器的电路拓扑、工作模态和两种正弦脉宽调制(SPWM)控制策略,深入研究了改进SPWM控制单相Boost型并网逆变器存在的储能占空比与电压传输比不平衡引发的现象,以及基于调制函数推导了逆变器储能电感电流的交、直流分量与电路参数之间的关系,揭示了该逆变器存在储能电感值大、储能电感电流大、输出并网电流波形畸变严重、变换效率低等固有缺陷的机理。提出一种新颖的单相Boost型SPWM并网逆变器,仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器

针对传统并网逆变器的电流矢量PI控制存在功率耦合问题,需要进行复杂的解耦控制,难以实现并网逆变器系统无稳态误差控制。为了解决这一问题,文章采用瞬时功率外环和电感电流无差拍内环的控制策略,推导了三相并网逆变器的离散数学模型,减少了大量坐标变换,简化了并网逆变器控制系统的设计。通过Matlab仿真结果表明,在并网电流发生变化时,该控制策略仍可以实现并网逆变器输出有功、无功的功率解耦,且并网逆变器的输出电流具有良好的动态跟踪性能,电流谐波含量较低,满足并网要求。     

Quasi-Z源光伏并网电流单周期控制研究

为构建高效而结构简单的光伏并网系统,系统采用单级能量转换的QuasiZ源逆变器,并将单周期控制用于并网电流控制.简要分析了QuasiZ源逆变器特点及工作原理.三相并网电流单周期控制通常解耦成单相单周期并网电流控制.将QuasiZ源逆变器并网电流单周期控制的解耦,采用分区等效成双并联BUCK变流器输出电流单周期控制的方法能使电路更简单.Matlab/Simulink仿真实验验证控制策略可行性.     

单相电流型PWM逆变技术综述

在分析了传统单相电流型PWM逆变器固有缺陷的基础上,系统地论述了从电路拓扑、控制策略等方面提出的多种解决其缺陷的方案,并给出了设计实例与特点,获得了重要结论。电路拓扑方面的解决方案包括差动双向Boost直流变换器型逆变器、组合式Boost/Buck/Buck-Boost逆变器、附加反激AC-DC能量回馈电路的单相电流型高频环节逆变器等,具有满足Boost变换器控制规律、电路复杂、损耗大等特点;控制策略方面的解决方案包括具有补偿环节的非线性调制控制策略和无源性控制策略等,具有输出波形质量高、储能电感大等特点;电路拓扑和控制策略两方面的解决方案包括输入侧串并联谐振器的单相电流型逆变器、具有储能电感电流限定非线性PWM单周期控制单相电流型逆变器等,具有输出波形质量高、储能电感小、变换效率高等特点。     

三相Boost并网逆变器的离散时间预测控制

三相Boost并网逆变器工作在直流输入电压小于电网电压峰值的场合,具有输入电压调节范围宽的优良特性,适合用于燃料电池、光电池等可再生能源系统的单级并网发电.提出一种三相Boost并网逆变器网侧电流的离散时间预测控制.该方法在每一个采样周期内,利用逆变器输出电流的离散时间模型和逆变器产生的7种电流空间矢量,预测逆变器下一个采样周期的网侧电流,并以该电流与理想网侧电流的误差最小作为优选指标,确定下一个采样周期的开关信号.该方法不需要传统Boost逆变器控制中的任何调制策略,方法简单,实现容易.实验结果表明,采用离散时间预测控制的三相Boost逆变器并网系统具有优良的并网性能.     

宽电压输入双接地单相非隔离光伏并网逆变器

针对现有双接地光伏逆变器在阴影条件下由于欠压而停机的问题,提出一种宽电压输入双接地单相非隔离光伏并网逆变器。该拓扑由升压单元和双接地逆变器构成,逆变器无共模漏电流,且在阴影条件仍能正常工作。采用多模态协同控制,减小逆变器各元器件的电压应力,并使得升压单元只需在欠压时工作,减少升压单元承受的功率,减小逆变器体积和重量;每个模态只有1个功率管高频开关,提高了逆变器的效率。详细分析拓扑构成、工作原理和控制策略。最后,搭建一台原理样机,验证理论分析。     

基于Boost变换器的光伏并网逆变控制系统研究

概述了基于Boost变换器的光伏并网逆变控制系统设计。电路由一个H桥并网逆变器和一个 Boost升压斩波电路组成。通过对逆变器正弦开关函数的调制实现电流内环和电压外环的双环控制, 以取得网侧电流的单位功率因数运行和直流母线侧电压的稳定;通过对Boost斩波电路的占空比调制实现了光伏输出电压的控制,使系统工作在稳定状态。最后,以2.5 kW并网逆变系统的试验结果验证了设计的正确性。     

差分升压逆变器半周期调制及单电流环并网控制

当差分升压逆变器并网运行时,需要保证交直流侧的电能质量,同时兼顾较高的控制性能及控制效率。在对差分升压逆变器并网运行工作原理进行分析后,提出了一种基于半周期调制的单电流环并网控制策略。通过将高频和工频控制相结合的调制方法,减少了处于高频工作状态的开关管数量,降低了功率开关管所承受的开关电压、电流应力和开关损耗。同时,通过对比并网电流信号得到误差信号,随后通过控制器调节来实现闭环控制,使控制结构和控制参数设计得以简化。仿真和实验结果表明所提策略具有提高并网电流质量、快速动态响应、控制结构简单等优点。     

基于混合型算法的光伏发电系统低电压穿越控制策略

针对两级光伏发电系统在电网电压跌落时,易出现并网逆变器直流侧过电压和交流侧过电流的问题,提出一种基于混合型算法的光伏发电系统低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）控制策略。首先,该策略通过模型电流预测控制,使逆变器并网电流在对称与不对称故障情况下均可快速跟随参考指令,且输出设定的对称电流,解决交流侧过电流问题。其次,基于并网点（point of common coupling,PCC）电压的跌落程度及自适应非最大功率跟踪（non maximum power point tracking,Non-MPPT）算法,调节前级Boost变换器占空比,进而降低光伏阵列输出功率,抑制故障过程中并网逆变器交、直两侧功率失衡而导致的直流侧母线过电压,并通过引入直流电压反馈项,消除不对称故障时直流电压二次谐波分量。最后,通过Matlab/Simulink仿真系统,验证所提控制算法的正确性与有效性。     

光伏并网逆变器自抗扰二自由度内模控制策略

针对逆变器内环采用传统的一自由度内模控制无法兼顾系统跟随性和抗干扰的局限性,同时由于系统在同步旋转坐标系下不能实现彻底解耦、控制器设计依赖系统参数过强的问题,提出一种新型双闭环控制策略。其中,内环采用基于合成矢量的二自由度内模控制,既解决了系统因输入电感值不能实现彻底解耦的问题,又能保证并网电流同时具有较强的跟随性和抗干扰性;外环在基于瞬时功率平衡的思想上采用不依赖精确模型且强鲁棒性的自抗扰控制技术来保持直流侧电压的稳定,二者结合实现对并网逆变器的综合控制。仿真结果表明,所提控制策略比基于自抗扰的传统内模控制具有更好的动态、静态性能和抗干扰能力,以及更低的并网电流谐波含量。     

基于DSP的非隔离型光伏并网逆变器设计

基于TMS320F28035芯片,设计了一种两级式非隔离型单相光伏并网逆变器.前级采用Boost型DC/DC电路,后级采用改进的DC/AC逆变桥电路.给出了主电路拓扑,详细分析了改进的DC/AC电路.在扰动观察法的基础上,提出了变步长扰动观察法,使最大功率跟踪（MPPT）的快速性及稳定性得到增强.运用无差拍电流控制策略,实现了网侧电流正弦化且功率因数为l.仿真分析及试验结果表明了设计的正确性与可行性.     

馈能型电子负载的并网控制

分析了单相馈能型电子负载的原理,主电路采用DC/DC/AC结构,DC/DC变换器采用平均电流模式下的双闭环控制,详细分析了逆变交流侧并网控制方法。基于内模控制原理,逆变器采用零误差电流跟踪并网控制方法,与普通PI控制方法相比,采用该方法后,工频条件下输出电流可以零误差地跟踪给定电流,基本不受电网电压的影响。仿真结果表明,该控制方法可以使逆变器输出电流的相位和频率无误差地跟踪电网电压的相位和频率,逆变电流为正弦,功率因数为1,可以连续调节模拟负载,并且有较好的瞬时响应。     

多功能并网变换器容量优化控制策略

随着"双高"电力系统的发展,并网环境呈现薄弱、复杂态势.电网阻抗的存在使得并网点容易受谐波干扰及无功功率波动的影响,恶化并网电能质量,影响并网变换器友好并网,仅以有功功率为传输目标的传统并网变换器已难以适应上述工况.基于现状提出一种具有谐波抑制功能的光伏逆变器控制策略.指令电流由谐波检测环节和直流侧稳压控制环节组成,根...     

PEMFC并网发电系统建模与优化控制

结合质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）电化学特性、气体流量特性及温度特性,考虑FC模块的效率及寿命,建立基于PSCAD/EMTDC的PEMFC发电系统自定义动态模型,提出PEMFC组中FC模块运行优化算法及其并网控制策略。FC模块运行优化利用先进先出算法,实现FC模块等时运行,DC/DC变换部分采用Boost电路电压外环、电流内环的双环控制,实现DC电压平稳输出,DC/AC并网逆变器采用功率外环、电流内环的双环控制的定功率控制策略,实现系统友好同步并网。通过PSCAD/EMTDC软件平台,仿真验证了所提系统的正确性和有效性。