单相逆变器并网控制方法的对比研究

传统的单相光伏并网逆变器通常采用PI控制器。然而PI控制器有两个缺点,除了抗扰能力有限外,在参考信号为正弦波的情况下还具有稳态误差。为了克服这些缺点,本文对比例谐振控制(PR)和无差拍控制进行了研究,并与传统的PI控制器进行对比。首先,通过在基波频率处引入一个无穷大的增益并对比例谐振控制器(PR)的性能进行分析。此外,采用无差拍控制原理,设计适合单相光伏逆变器系统的无差拍控制器。并通过调整PR控制器的主要参数进行控制器设计。文章最后通过仿真,对PR控制器和无差拍控制器的动态和稳态特性以及总谐波失真(THD)等性能进行相比分析。结果表明,无差拍控制器具有更好的动态干扰抑制能力,而PR控制器具有良好的稳态特性。     

三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制

为提高三相四桥臂并网逆变器的动、静态特性,采用改进无差拍控制内置重复控制器的复合控制方法对并网电流进行控制。无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定信号,基于内模原理的重复控制通过在基频及其整数倍频处提供高增益可快速消除每一周期的稳态误差。根据电压型三相四桥臂并网逆变器的数学模型,推导了无差拍控制算法,并分析了无差拍控制中的控制延时对系统稳定性的影响;内置的重复控制器能改善无差拍控制对电感参数敏感的缺陷并降低算法对模型精确度的依赖,从而消除周期性稳态误差,通过对模型传递函数的分析,得到重复控制器的最佳补偿拍数。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能实现对参考电流的快速准确跟踪。     

并网逆变器电流跟踪复合控制的研究及实现

在并网逆变器的电流跟踪控制中,针对无差拍控制对系统参数依赖性较大和鲁棒性较差的缺点,将无差拍控制和重复控制相结合的电流跟踪复合控制应用于具有有源滤波功能的并网逆变器。复合控制可解决无差拍控制在系统参数发生变化时电网电流存在周期性畸变的问题,提高了系统的稳态特性。此处对无差拍控制和重复控制进行了分析,通过仿真和实验结果证明了由该方法设计的逆变器具有动态响应快、适应负载能力强等优点。     

三相三线制有源滤波器的改进无差拍控制

针对平推预测无差拍控制存在稳态误差的问题,提出了一种改进的有源电力滤波器控制策略。该方法将重复控制器嵌入基于平推预测的无差拍控制,结合重复控制和无差拍控制优势,弥补无差拍控制的固有缺陷,快速消除每一采样周期的稳态误差。根据有源电力滤波器的数学模型,得到应用于电流环的无差拍控制算法,给出了重复无差拍控制电流环各个子环节的设计过程。基于Matlab仿真环境和物理实验平台对所提控制策略进行分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

逆变器数字多环控制技术研究

本文提出了一种逆变器数字多环控制技术,该方案在电流环和瞬时电压环之外附加了一个重复控制环。在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后,根据无差拍原理设计的电流环和瞬时电压环控制器极大地改善了逆变器的动态性能,位于外层的重复控制器则提高了稳态精度。该方案在一台基于DSPTMS320F240控制系统的PWM逆变器上得到验证。     

重复和PI复合控制在光伏逆变器中的应用

优化光伏并网逆变器性能的关键在于控制方法的改进.PI控制很难做到对交流信号进行无静差跟踪,而重复控制动态性能较差.研究了重复控制和PI控制复合控制方法在单相光伏并网逆变器中的应用,分析了复合控制下系统的稳态误差,进行了重复控制器的设计.仿真结果证明,系统不但能获得良好的动态性能和稳态性能,且提高了跟踪精度,有效地抑制了...     

基于内置重复控制器改进无差拍的有源滤波器双滞环控制方法

采用内置重复控制器的方法弥补无差拍算法和离散控制系统中的周期性误差,通过对内置重复控制器的设计保证了系统的稳定裕度和稳态准确度。针对内置重复控制器动态性能差的缺点,采用基于空间矢量的滞环控制策略,结合双滞环控制思想,当误差电流落入内环时,使用最优矢量调制得到精确的开关状态;当误差电流落入外环时,使用最快矢量控制迅速减小误差电流到达新的稳态。仿真和实验皆验证了所提出的控制方法具有良好的稳态控制准确度和暂态响应速度。     

单位功率因数与重复预测在APF中的应用

单位功率因数检测法把有源电力滤波器与非线性负载并联等效为电阻性负载,用于谐波检测时准确性高、实时性好。电流跟踪控制采用空间矢量脉冲调制控制策略,通过重复预测环节实现无差拍控制,以提高补偿电流跟踪控制的实时性。在Matlab/Simulink环境下建立三相并联型APF仿真模型进行仿真实验,搭建实验平台并在低压条件下进行实验验证,结果表明单位功率因数谐波检测法及基于重复预测的无差拍控制方案在保证系统稳态精度的同时有效改善了系统的动态响应性能。     

内置重复控制器的差拍控制在并网逆变器中的应用

无差拍控制的光伏并网逆变器,其存在电流预测复杂问题和控制延时问题,可分别以采用差拍控制和减小控制增益为解决措施,但会使输出电流相位落后于参考电流,为进一步解决相位落后问题,提出了一种内置重复控制器的差拍控制方法,并给出了重复控制器的设计过程。该方法把相位落后视为一种周期性扰动,利用重复控制对周期性扰动的校正作用,通过内置重复控制器来抑制相位落后和电网电压谐波等周期性扰动因素,结合了无差拍控制和重复控制二者的优势。仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。     

单相光伏并网逆变器的无差拍控制研究

逆变器是光伏并网发电系统的核心设备之一,为了使光伏系统最大限度地输出高质量的电能,必须对逆变器电流进行快速有效的控制。阐述了光伏并网逆变器工作原理和无差拍电流控制方法,给出了逆变器占空比的计算和参考电流的获取方法,并将无差拍电流控制应用于单相并网逆变器控制中。MATLAB软件仿真表明,无差拍控制方法控制策略简单、有效,使用该控制方法的系统具有良好的稳态和动态特性,并网电流波形好。     

基于双环控制和重复控制的逆变器研究

研究了一种基于双环控制和重复控制的逆变器控制技术，该方案在电流环和瞬时电压环之外附加了一个重复控制环：在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后，根据无差拍原理设计的双环控制器使逆变器达到了很快的动态响应速度；位于外层的重复控制器则提高了稳态精度。该方案在一台基于DSP TMS320F240控制系统的PWM逆变器上得到验证。     

三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制

建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型.针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能.详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测型谐波电流观测器的工作原理及保证其稳定工作的充分条件.基于MATLAB/Simulink的有源滤波器控制系统仿真分析表明,所提出的新型无差拍控制方案在保证系统稳态精度良好的同时有效改善了系统的动态响应.     

一种高性能的单相逆变器多环控制方案

提出了一种高性能的单相逆变器控制策略.该方案在电压电流双闭环控制基础上增加了外层的重复控制器.在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后,电压外环采用比例积分环节,电流内环采用比例环节的控制器.理论分析证明在这种双环结构下,可以实现任意配置闭环极点,因而使逆变器达到了很快的响应速度及较好的稳态精度.位于内层的双环瞬时控制器改善了系统的动态特性,位于外层的重复控制器提高了稳态精度及抗非线性负载扰动的能力,两种控制器各司其职,互为补充,为单相逆变器波形控制提供了一种接近完美的控制方案.最后在一台基于DSP TMS320F240的单相PWM逆变器实验装置上验证了该控制方案的正确性.     

一种逆变器多环控制技术

提出了一种逆变器多环控制技术,该方案在电流环和瞬时电压环之外附加了一个重复控制环。在实现输出电压解耦和扰动电流补偿后,根据无差拍原理设计的电流环和瞬时电压环控制器使逆变器达到了很快的动态响应速度,位于外层的重复控制器则提高了稳态精度。该方案在一台基于DSPTMS320F240控制系统的PWM逆变器上得到验证。     

三相四桥臂并网逆变器的无差拍比例谐振控制

在三相并网逆变器中,无差拍控制简单实用、动态响应速度快,但是难以实现零稳态误差控制,并且会导致并网电流谐波含量增大。针对以上问题,利用比例谐振(PR)控制器对于特定频率谐波抑制能力强的优势,采用无差拍控制器复合PR控制器控制并网电流,可以在保证动态响应速度的前提下大大减小系统稳态误差。首先建立三相四桥臂并网逆变器模型,然后利用电流权重控制方法将系统降为一阶系统。根据内模原理设计了PR控制器,对高次谐波进行谐振补偿,降低了并网电流总谐波畸变率(THD)含量。实验结果表明所提控制策略可以取得较快的动态响应速度和较好的稳态性能。     

基于无差拍控制和重复控制的能馈型交流电子负载研究

如何开发能准确模拟期望的负载特性并将能量单位功率因数回馈电网的交流电子负载,是电子负载作为电源测试装置的关键问题。为此,提出了基于无差拍控制和重复控制的复合控制策略。带补偿的无差拍控制能够提高控制器的快速性,重复控制能够实现较好的系统稳态性能。并基于MATLAB对所设计的复合控制方法进行了仿真验证。试验结果表明,策略动态响应快、稳态误差小,能有效实现模拟负载和并网的功能。     

BP算法在单相逆变电源无差拍控制中的应用

传统无差拍控制应用于单相逆变电源时,存在埘系统参数变化敏感的问题。利用BP网络的任意非线性表达能力对无差拍控制参数进行离线辨识,以实现无差拍控制器的精确设计。在MATLAB环境下,对系统进行了仿真与建模。结果表明,利用该方法设计的无差拍控制正弦波逆变器系统稳定性好、输出电压波形畸变率低,具有一定的实用价值。     

三相并网逆变器无差拍双闭环控制方法

为简化并网逆变器控制器参数设计和提高并网逆变器动态响应性能与抗干扰能力,提出了一种三相并网逆变器无差拍双闭环控制方法。该方法采用直流侧电压无差拍控制器和交流侧瞬时电流无差拍控制器,控制系统所有参数可以基于给定电路元器件参数和电压回路方程直接计算获得,使得并网逆变器控制器参数设计十分简单。同时,该控制方法在数字处理器中容易实现并具有快速动态响应特性和较好抗干扰能力。最后,通过仿真分析验证了所提控制方法的可行性。     

MMC变流器的无差拍电流预测控制器研究与设计

为了提高模块化多电平变流器MMC(modular multilevel converter)的稳定性与动态性能，实现环流抑制，提出基于交流电流和环流双目标调节的无差拍控制。通过MMC单相等效电路的动态方程，设计MMC交流电流分量以及环流分量的无差拍电流预测控制器，并针对实际控制存在的时延问题进行理论分析提出改进措施。通过搭建无差拍控制下模块化多电平变流器的十电平Simulink仿真模型，验证控制策略的有效性。结果表明：通过无差拍控制可以显著提高模块化多电平变流器的稳态和动态性能，且达到环流抑制和均压的目的。     

基于无差拍控制的单相H6拓扑逆变器研究

单相H6拓扑光伏并网逆变器具有高效且抑制漏电流的能力,为了使光伏并网发电系统输出高质量的电能,在分析H6拓扑及无差拍控制工作原理的基础上,推导出了一种单相光伏并网逆变器的无差拍控制PWM算法,提出了一种基于无差拍控制的两级式单相光伏并网逆变器的总体控制策略。最后,搭建了单相H6拓扑光伏并网逆变系统的Matlab/Simulink仿真及实验平台,并对理论分析结果进行了验证。结果表明无差拍控制器应用在单相H6拓扑光伏并网逆变控制系统中能够实现对并网电流的快速准确跟踪,并且具有良好的并网波形质量。