一种LCL滤波器有源阻尼策略与设计方法

针对LCL滤波器的谐振峰特性会导致系统不稳定、中大功率变流器中无源阻尼方法的阻尼损耗会引起严重发热问题,根据LCL滤波器的传递函数和电容支路电流对系统阻尼的影响,提出一种电容支路电流反馈有源阻尼策略和反馈参数设计方法。研究了电容支路电流反馈有源阻尼策略对系统谐振峰增益和开关频率处增益的影响,将该有源阻尼策略和无源阻尼法进行了对比研究,得出电容支路电流反馈有源阻尼控制策略反馈参数的设计方法。对带有LCL滤波器的并网逆变器进行了仿真研究,仿真结果表明这种有源阻尼策略能有效抑制LCL滤波器的谐振峰,降低输出电流在谐振频率处谐波,增加系统的稳定性。     

电容电流瞬时值反馈控制逆变器的数字控制技术研究

采用电容电流反馈的双闭环瞬时值控制的逆变器具有输出波形正弦性好、动态响应快、输出外特性硬和稳态精度高等特点。该文基于状态观测器，对电容电流反馈瞬时值控制电路的数字实现方法进行研究，提出了基于电容电流反馈的解耦控制方法；设计了电流内环数字控制器，提出了一种电容电流采样时序，采用该采样时序可以真实反映电容电流开关周期内的电容电流平均值；提出了基于PWM逆变桥离散化模型的电容电流观测方法，可对电容电流做出准确观测，补偿数字控制器的采样延时和计算延时；提出了瞬时值电压控制外环的滤波方法，以提高输出电压的稳态精度。仿真和实验结果表明，该方案可以达到模拟电路实现双环控制的效果。     

一种提高弱电网下LCL型并网逆变器鲁棒性的相位超前补偿策略

LCL型并网逆变器中,电容电流反馈有源阻尼法可以有效抑制LCL滤波器的谐振。但是,数字控制延时会改变电容电流反馈有源阻尼效果,从而影响系统对电网阻抗的鲁棒性。为削弱数字控制延时的不利影响,提出相位超前补偿方法以补偿电容电流反馈的控制延时。通过分析不同谐振频率下系统的稳定性,得出改进后系统的增益裕度要求都能被满足,并设计出相位超前补偿器的参数。接着,为保证电网阻抗变化时系统的稳定性,给出电容电流反馈系数的设计方法。当采用选取的电容电流反馈系数时,分析加入相位超前补偿器前后的闭环极点轨迹。最后,通过一台1kW原理样机,验证了所提出理论研究的有效性。     

单相LCL并网逆变器电流控制综述

并网逆变器采用LCL滤波器方式的高频滤波效果优于单电感滤波器,但是由于电容支路的引入,将明显增加控制难度.就采用LCL滤波器的并网逆变器基本控制策略而言,可以大体分为三种:采用逆变器侧电感电流反馈的间接电流控制策略,采用电网侧电感电流反馈的直接电流控制策略,以及采用部分逆变器侧电感电流和部分电网侧电感电流反馈的混合控制...     

电容电流反馈补偿系统的研究

配电网系统的对地电容值与其运行方式有关,若在单相接地故障中改变了系统的运行方式,而消弧线圈的补偿不能随之变化,则会增大流过故障点的电流。为此介绍了高短路阻抗变压器式可控消弧线圈的基本结构和性能特点,在此基础上提出了电容电流反馈补偿的新方法。在配电网发生单相接地故障时,反馈补偿系统通过监测各条线路零序电流的变化,判断消弧线圈是否处于合适的补偿位置,通过反馈调节消弧线圈输出电流,避免了接地残流受系统运行方式变化的影响,保障了配电网的安全运行。动模试验的结果也验证了该方法的可行性。     

LCL滤波器的新型有源阻尼控制

针对光伏并网变换器所采用的LCL滤波器,首先分析了其采用三种无源阻尼方案时的频率特性。然后,根据串并联混合型无源阻尼方案系统传递函数框图变换,提出了一种采用电容电流PI反馈的新型有源阻尼控制方案。随后,利用阻抗模型研究了串联电阻无源阻尼方案、电容电流比例反馈有源阻尼方案和电容电流PI反馈有源阻尼方案对逆变器特性的影响。结果表明,电容电流PI反馈方案可以有效地增加LCL滤波器谐振频率处的阻尼,同时也增加了控制的自由度。最后,特征值分析表明新方案具有更大的控制参数稳定域,并利用PSCAD进行了仿真验证。新型有源阻尼方案不仅能够有效抑制LCL滤波器的振荡,而且与传统方案相比性能更佳,具有良好的工程实践价值。     

充电桩电容电流延迟补偿控制鲁棒性研究

从充电桩LCL变流器存在电容电流延迟的实际问题出发,讨论延迟导致有源阻尼效果欠佳的机理,研究常规电容电流反馈方法和所提模型预测补偿两种控制方法,常规补偿方法对弱电网下的网侧电感参数变化敏感,从而导致电流调节器参数选择范围较窄,而所提电容电流反馈的延迟补偿方法,能够提高有源阻尼法对网侧电感参数变化的鲁棒性,并在仿真和实验中验证了所提方法的有效性。     

基于双环控制的容性逆变器控制方法研究

针对逆变器滤波电感电流反馈、滤波电容电流反馈存在的不足,提出反馈负荷电流的方法以改善系统性能。通过对电容特性输出阻抗逆变器建模,得出输出阻抗呈电容特性的配置方法;分析反馈负荷电流的双闭环控制,得出系统的闭环传递函数,并利用闭环极点配置方法设计控制器参数。通过MATLAB中仿真,证明由改进的控制方法控制容性逆变器,表现出动态响应更快、抗负载扰动能力更强等优点;在非线性负载时,对输出电压波形THD有很好的抑制作用。     

基于无源性的并网逆变器扩展阻尼区域方法研究

三相LCL型并网逆变器通常采用电容电流反馈有源阻尼控制方式,但由于控制延时的存在,使系统的有源阻尼特性在1/6采样频率 fs 处发生改变,在弱电网情况下可能发生系统失稳。针对此问题,提出一种改进电容电流反馈的超前延时补偿方法。该方法基于无源理论的稳定性设计要求,通过对控制内环的稳定性分析,给出了内环控制参数及改进方法下电容电流反馈系数的可行域。通过对控制外环的稳定性分析,给出了外环控制参数的可行域。采用逐步由内环到外环的参数分析及设计流程,将有效正阻尼区域扩展到接近0.45fs,有效保证逆变器输出导纳的无源性。离散稳定性分析与仿真结果表明,在电网阻抗增加、逆变器并联耦合以及滤波器参数波动等工况下,所提方法相较于传统电容电流反馈方法具有更好的系统稳定性、鲁棒性以及动态响应特性。     

基于UC3843的60W升压电路设计

介绍了采用UC3843设计的一款Boost升压电路。对电路设计过程给出了具体方法。并针对反馈电路中的电流反馈环节介绍了电流互感器反馈法。还讨论了如何从输出电容的选择上控制输出电压纹波,并给出了在不同输出电容值和电容串联等效电阻情况下的理论纹波大小和仿真纹波大小。     

Buck型逆变器电流瞬时值反馈控制策略

Buck型逆变器的电感电流瞬时值反馈控制和电容电流瞬时值反馈控制存在本质区别。以差动正激直流斩波器型高频环节逆变器为例,采用理论推导方法,研究这两种电流控制逆变器的稳定性、输出外特性、短路能力、输出功率特性、带非线性负载能力及动态响应特性。研究结果表明,电感电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率受限、较强的过载和短路能力、较软的输出外特性、较弱的带非线性负载能力、较差的动态响应等特点;而电容电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率不受限、较弱的过载能力、无短路能力、硬的输出外特性、较强的带非线性负载能力、较好的动态响应等特点。研究成果为Buck型逆变器电流型控制策略的选择及其设计提供重要的理论依据。     

峰值电流控制二次型Boost变换器

二次型Boost变换器因其具有宽输入电压范围特性而得到广泛关注.与传统Boost变换器相比,二次型Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性.本文提出将二次型Boost变换器输入电感电流和输出电容电压作为反馈信号的峰值电流控制策略,简化了控制环路设计.实验结果验证了峰值电流控制二次型Boost变换器具有瞬态...     

电流模反馈放大器参数分析神经网络模型

文中从电路模拟的角度,探讨神经网络模型在电流模电路模拟中的应用.以影响电路性能的主极点的电容Cz和反馈电阻Rf为样本,电路增益为输出样本,采用BP算法对多层感知器进行训练.在学习范围内,任意的给定负载电容Cz和反馈电阻Rf,在神经网络的输出端立即得到增益曲线,从而达到节省设计时间的目的.     

A Method of Voltage Unbalance Compensation in a Y‐Connected Modular Multilevel Converter

A STATCOM is expected to be suitable for use as voltage control equipment for a distribution system that needs to be controlled to suppress the voltage deviation caused by an increase in the number of photovoltaic energy sources. A Y‐connected MMC is a promising alternative for the STATCOM circuit topology. However, it is known that the Y‐connected MMC cannot achieve capacitor voltage balance between phases with unbalance current output in order to compensate system voltage unbalance. To solve this problem, we propose a novel method to control the capacitor voltage for unbalance current output. The proposed control involves feedforward and feedback zero sequence voltage control. The feedforward control prevents capacitor voltage unbalance between phases, which is caused by the unbalance current that the Y‐connected MMC outputs. The feedback control cancels the remaining control error of the feedforward control. We verified the performance of this control through transient simulation. The Y‐connected MMC with the proposed control can realize capacitor voltage balance between phases even when the Y‐connected MMC outputs an unbalance current. Additionally, we determined the maximum unbalance current output produced by the Y‐connected MMC in relation to the rated capacitor voltage.     

低输入电流纹波大升压比差动Boost型逆变器研究

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。本文深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。在传统波形控制基础上,通过输入电流反馈在输出滤波电容上叠加低频偶次电压来进一步减小输入电流中相应偶次谐波分量,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向输入源传递;采用前馈与比例积分控制策略提高输出电压质量和输入电流质量。不同负载下的实验结果验证了这种变换器的可行性。     

DC-bus voltage control of three-phase AC/DC PWM converters usingfeedback linearization

In this paper, a fast voltage control strategy of three-phase AC/DC pulsewidth modulation (PWM) converters applying a feedback linearization technique is proposed. First, incorporating the power balance of the input and output sides in system modeling, a nonlinear model of the PWM converter is derived with state variables such as AC input currents and DC output voltage. Then, by input-output feedback linearization, the system is linearized and a state feedback control law is obtained by pole placement. With this control scheme, output voltage responses become faster than those in a conventional cascade control structure. For robust control to parameter variations, integrators are added to the exact feedback control law. Since the fast voltage control is feasible for load changes, it is shown that the DC electrolytic capacitor size can be reduced. In addition, the capacitor current is analyzed for size reduction of the capacitor. As is usual with PWM converters, the input current is regulated to be sinusoidal and the source power factor can be controlled at unity. The experimental results are provided to verify the validity of the proposed control algorithm for a 1.5 kVA insulated gate bipolar transistor PWM converter system     

并联型电力有源滤波器的直流侧电压控制和补偿电流反馈控制

提出了一种基于直流侧电容电压控制和补偿电流反馈控制的电力有源滤波器新型控制算法。将周期离散控制技术和数字锁相环技术应用于直流侧电容电压的控制，通过非线性平均电流补偿技术计算出下一个工频周期内补偿电流的校正值实现了补偿电流反馈控制。该算法避免了复杂的谐波电流计算，提高了运算速度，能够跟踪并补偿频繁变化的负荷谐波。数值仿真计算和动模实验结果证实了该算法的有效性。     

LC耦合式级联STATCOM及其控制策略

不同于常规电感滤波式的静止同步补偿器(STATCOM),LC耦合式级联STATCOM(LC-STATCOM)输出滤波器采用电感和电容串联结构,在容性无功补偿、运行效率等方面更具优势。分析了LC-STATCOM的工作原理和运行性能,并建立离散状态方程。针对LC串联存在谐振的问题,提出了适用于LC-STATCOM的状态反馈控制,可以有效地增大谐振阻尼,改善系统基频增益,提高电流控制性能;基于所推导的离散状态方程,构建了输出电容电压状态观测器,利用电压观测值进行状态反馈可以省去电容电压传感器,降低成本。     

HPWM逆变器两种电流瞬时值反馈方式性能比较

就电感电流和电容电流反馈控制的HPWM逆变器在系统稳定性,外特性,直流输入扰动动态性能,负载扰动动态性能和带非线性负载能力方面进行了对比分析,并通过仿真和实验样机验证了理论分析。