微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感（LCCL）滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。     

微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感(LCCL)滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。     

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LCL滤波的400 Hz逆变器并联控制

LCL滤波器广泛应用于并联系统中,这种滤波器的结构有利于环流抑制和功率均分,但在非线性工况下容易在负载侧产生较大的谐波电压.针对环流抑制与电压质量控制的矛盾,对400 Hz逆变器等效阻抗进行了分析,揭示了输出电压闭环控制与引入输出电流前馈的电容电压闭环控制是等效的,可以减少谐波电压,但也削弱了负载侧电感的环流抑制作用.在此基础上,提出采用多比例谐振控制器和负载电流前馈构成虚拟负谐波阻抗,以重塑逆变器在低次谐波处的等效输出阻抗为小阻抗,从而减小谐波电压.通过采用不同基准的多比例谐振控制技术,实现了分频段阻抗重塑,使滤波器在基波和高次谐波频率处仍具有环流抑制功能.最后,使用下垂控制策略对两台逆变器进行了并联实验研究,实验结果验证了所提技术方案的有效性.     

容性等效输出阻抗的逆变器并联控制研究

并联逆变器的等效输出阻抗一般设计呈感性、阻性及阻感性。通过合理的控制方法和合适的参数设计,在以上三种等效输出阻抗形式下,均可实现微网中的多逆变器并联控制。为进一步寻求更优的并联控制策略,建立了两台逆变器并联运行系统模型,通过引入虚拟阻抗,将逆变器输出阻抗设计呈电容性,推导出了容性等效输出阻抗条件下的下垂控制算法,提出了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略。通过仿真分别对比了容性和感性、阻性等效输出阻抗条件下的功率均分特性,结果表明,容性等效输出阻抗条件下的多逆变器并联运行系统具有更好的性能。通过两台额定功率均为2k VA的光伏逆变器并联系统平台验证了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略的正确性。     

一种LCCL滤波器及其在半桥电力有源滤波器中的应用

提出一种新型高阶电力滤波器,将其命名为LCCL滤波器。与传统的LCL滤波器相比,LCCL滤波器通过在网侧电感支路并联一个小电容,使网侧电感与并联电容在开关频率处发生并联谐振。谐振使LCCL滤波器网侧支路在开关频率处呈现无穷大的阻抗,相比LCL滤波器可以更好地抑制开关频率附近电网电流纹波,减小电网电流THD。与LLCL滤波器相比,LCCL滤波器具有较好的抑制参数变化的能力,在考虑电网内阻抗时,拥有更好的高频纹波抑制性能。同时,可以更容易地进行基于电容电流反馈有源阻尼的控制器设计。LCCL滤波器作为电压源型逆变器(VSI)与电网的接口,可应用于PWM整流器、有源电力滤波器(APF)和通用电能质量控制器(UPQC)等多种场合。通过以半桥APF为例,讨论了LCCL滤波器的参数选择方法和控制器设计。最后,通过仿真和实验验证了LCCL滤波器的可行性。     

可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器

将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性可使其体现对系统无功电压调整过程相逆的电源特性,这种特性使得分布式电源逆变器更容易参与公共连接点处的电压调整。对比等效输出阻抗成感性、阻性和容性的3类逆变器下垂控制特性,对容性等效输出阻抗逆变器电压电流控制环进行数学建模;针对容性等效输出阻抗逆变器设计具备下垂调节和克服电压偏离功能的鲁棒功率外环控制器。对比仿真和实验证明,容性输出阻抗分布式电源逆变器控制器能够快速抑制系统功率变化带来的电压波动,能有效地参与系统电压调整。     

利用容性输出阻抗的逆变器解决风机的无功补偿问题

将风机网侧的逆变器等效输出阻抗设计成容性可使其体现对系统无功电压调整过程相逆的电源特性,这种特性使得风机可以参与公共连接点处的电压调整。通过了解对等效输出电抗为容性的逆变器的下垂控制特性,对其电压电流控制环进行数学建模;通过在网侧逆变器控制中引入"虚拟电抗"来模拟其输出的阻抗为容性,使逆变器具有无功补偿的能力。对比仿真可得,容性输出阻抗逆变器能够发出无功,对由于系统故障引起的电压跌落快速响应并有效地参与系统电压调整。     

三相光伏并网逆变器电网高阻抗谐振抑制方法

针对电网电压高阻抗LCL滤波器谐振问题,提出一种虚拟电阻+电容有源阻尼方法。该方法将虚拟电阻和电容串联之后与三相光伏并网逆变器的滤波电容并联。通过滤波电容电压得到虚拟电阻和电容支路的电流,将虚拟电阻和电容支路的电流作为LCL滤波器谐振抑制有源阻尼电流给定。通过逆变侧电流闭环控制,实现对三相光伏并网逆变器电网高阻抗LCL滤波器谐振抑制。建立15 k W的T型三电平三相光伏逆变器平台,对所提有源阻尼方法进行稳态实验,实验结果验证所提方法的可行性和正确性。     

基于虚拟电容的并联逆变器无功环流抑制策略

微电网离网运行模式下,采用下垂控制的多台逆变器并联运行时,由于各逆变器系统等效阻抗与容量不匹配,使得并联逆变器间产生较大的环流。采用虚拟电容法使系统等效阻抗呈容性,可有效解决有功功率与无功功率的耦合和常规虚拟阻抗法引起的电压跌落问题,并设计了合理的虚拟电容的取值,同时分析了LC和LCL滤波器对系统高频环流的影响,仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。