改进光伏并网逆变器双闭环控制策略

针对光伏发电系统逆变器采用双闭环控制时,在电网侧负载电流扰动较大的情况下,由于对电感电流的限 制,负载电流的变化也会受到限制,从而导致波形畸变的问题,提出一种改进的控制策略,将电网电压前馈控制引入 双闭环控制环节实现复合控制,抑制电网侧电流电压波动对系统的影响,实现光伏并网逆变器的功率控制.采用两级 式光伏发电并网系统模型,在光照强度发生变化的条件下,仿真验证该控制策略的正确性与有效性.实验结果表明此 策略能够使系统在光照强度突变的条件下迅速稳定,满足系统稳定运行的要求.     

基于功率前馈的单相光伏并网控制策略

根据单相光伏并网逆变器的特点,针对两级式拓扑结构,对传统的双环控制方式(电压外环、电流内环)进行了详细分析,在此基础上提出一种基于输入功率前馈环节的新型光伏并网逆变器控制算法。该算法将光伏板输出功率作为前馈量加入到电流内环,使电流环给定含有输入功率信息。通过分析,该算法能有效提高传统控制方式输出电流对输入功率发生变化时的响应速度,使系统的动态响应性能更加优越。通过Matlab/Simulink对所设计算法进行了仿真分析,并给出有/无功率前馈环节输出电流对输入功率变化响应的对比,结果显示了该算法的有效性。同时设计1 kW试验样机,试验结果表明样机的动态响应特性也有明显的提高,进而证明了理论分析的正确性。     

基于负载功率前馈的PWM整流器控制策略

此处在整流器数学模型和瞬时功率理论的基础上,提出了基于负载功率前馈的新型电压电流双闭环控制策略。通过对系统瞬时功率的分析,找出功率与电压之间的关系,使得外环以电压的平方为控制变量;电流内环采用电流前馈解耦控制,实现对有功和无功电流的独立控制。在新型双闭环控制基础上,引入负载功率前馈。最后实验证明新型双闭环控制比传统双闭环控制动态性能好,而有负载功率前馈的新型双闭环控制比无负载功率前馈的新型双闭环具有更好的动态响应性能。     

30kW光伏并网逆变器研究

光伏并网发电是太阳能发展的必然趋势,而光伏并网发电系统的核心是并网逆变器。对光伏并网逆变器的工作原理进行了分析,并搭建了光伏并网逆变器的数学模型。提出采用电流内环和电压外环的双闭环控制策略,在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了30 kW光伏并网逆变器的仿真模型。仿真结果表明,该模型能够快速准确地实现最大功率跟踪并且能够实现单位功率因数并网。     

结合五电平逆变和功率前馈的光伏并网系统

针对传统单相光伏并网系统中逆变器输出的并网电流谐波畸变率高、动态响应速度慢的缺点,提出一种主拓扑电路的改进方法,在直流母线与全桥逆变电路之间添加辅助电路,组成五电平全桥逆变器,再配合多载波脉宽调制PWM(pulse width modulation)技术,使逆变器具有五级电压输出,从而降低并网电流的谐波含量。同时在传统的控制方法中引入了功率前馈算法,将光伏电池输出功率作为前馈量加入电流内环,使电流环的给定值含有输入功率的信息,提高了并网电流对输入功率发生变化时的响应速度。仿真实验验证了该文提出方法的有效性。     

基于Simulink的两级式单相光伏逆变器的系统仿真

针对单相光伏并网系统,以两级式单相并网逆变器的主电路拓扑结构为核心,对其建立了数学模型,并在Matlab/Simulink环境下,搭建了5 kW单相并网逆变器的系统仿真模型。采用基于扰动观测的MPPT算法以及基于电网电压前馈的双闭环控制策略,对其特性进行了深入研究和仿真。并用Matlab语言将MPPT算法编写了函数,可以模拟光照变化,分别针对光照不变和光照变化两种情形进行了仿真分析。结果表明,其不但保证系统有较好的稳定性和快速的动态响应跟踪特性,而且能实现了逆变输出电流与电网电压的同频同相以及较低的逆变电流的总谐波畸变率(THD小于1%)。     

直流储能型准Z源光伏并网逆变器

针对光伏并网发电系统因输入波动所引发的功率不平衡问题,提出一种具有连续电流输入的储能型准Z源逆变器解决方案。详细推导了小信号激励下该逆变器的数学模型,采用母线电压控制和网侧电流控制的并网策略,构建了一套储能电池功率与电流双闭环控制的充放电管理方法,以实现对光伏电池输出功率波动的抑制。与此同时,在MATLAB/Simulink环境下搭建了直流储能型准Z源光伏并网系统的全套仿真模型及相关工况仿真研究,系统良好的静、动态仿真结果显示,所提出的设计方案与控制方法能够有效解决并网型光伏系统的功率不平衡问题。     

带三模式前馈四开关变换器平滑切换控制策略

四开关Buck-Boost(FSBB)变换器是近年来在光伏模块与集成电力电子领域引起广泛关注的一种拓扑。针对变换器运行死区导致输出电压瞬变和Boost模式右半平面零点限制系统带宽导致动态响应变慢等问题,提出了一种消除死区的带三模式输入电压前馈复合双闭环控制策略。首先通过分析改进三模式控制策略中占空比与电压增益之间的关系来消除死区,然后建立小信号模型推导关键传递函数,进而在电压电流双闭环控制的基础上推导三模式下相应的输入电压前馈函数。通过闭环输入到输出的对比分析证明系统动态性能得到有效提升,实现了系统的稳定运行和模式的近似平滑切换。建立的Matlab仿真模型与实验室的实物平台验证了所提策略的可行性。     

基于功率前馈的光伏并网控制方法及稳定性分析

针对光伏并网逆变器,提出了一种基于功率前馈的电压电流双环比例积分(proportional integral,PI)控制方法,电压外环实现逆变直流侧的电压稳定,内环追踪交流侧并网电流。在并网电流指令中,引入功率前馈环节,加快系统响应速度,减少直流电压的稳态误差。根据双闭环系统的波特图和根轨迹图,分析了系统在某区域范围内的稳定性。针对功率前馈环节,仿真对比了有无功率前馈对系统性能的影响。搭建了2kW的单相光伏并网发电平台,并对系统进行了性能测试。仿真与实验结果表明:系统能长期稳定可靠运行且能快速响应外界变化,并网电流畸变率为2.8%。该系统已成功应用到光伏建筑一体化(building integrated photovoltaic,BIPV)系统中,具有较强的工程实践价值。     

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。