新颖的单级三相电压型准Z源光伏并网逆变器

提出了一种新颖的强升压能力的单级三相电压型准Z源光伏(photovoltaic,PV)并网逆变器,并对这种逆变器的电路拓扑、改进的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制策略和低频工作模式、高频开关过程、外特性等稳态原理特性进行了深入研究,获得了重要结论和电压传输比表达式。该电路拓扑是由大升压比准Z源阻抗网络、三相逆变桥和三相LCL滤波器构成,该改进的SVPWM控制策略为大升压比阻抗网络储能电容电压控制和光伏电池最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)外环并网电流内环控制。实验结果验证了采用改进SVPWM控制策略的准Z源逆变器的实际性能。所提出的准Z源逆变器为实现低输入电压或宽变化范围输入电压的新能源并网发电提供了一种有效方法。     

单级式光伏并网逆变器的PR和MPPT集成控制策略

单级式光伏并网逆变器具有结构简单,成本低、效率高的优点,尤其适合于大容量光伏并网发电系统。针对单级式光伏并网逆变器,提出了一种结合PR和MPPT控制的集成控制策略,它具有功率外环和电流内环的结构,可以同时实现最大功率无差跟踪控制和单位功率因数并网控制。建立了α-β坐标系下的逆变器系统数学模型,给出了结合根轨迹和频率特性的PR控制器参数设计方法,并进行了参数设计。建立了10 kW单级式光伏并网发电系统的仿真模型,仿真结果表明,在模拟标准光强、云朵飘过及全天光照的条件下,PR和MPPT集成控制策略能够快速跟踪光照的变化,实现MPPT的无差跟踪控制及单位功率因数并网控制,具有良好的动静态性能。     

基于RBF-SVPWM的Z源逆变器光伏并网系统

建立了Z源逆变器光伏并网系统的小信号模型。利用径向基函数(RBF)神经网络实现电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法,使其应用在Z源逆变器中,并在Matlab下结合神经网络工具箱进行了仿真研究。然后将基于RBF-SVPWM的Z源逆变策略用于光伏并网系统。实验验证了该设计的正确性和合理性。     

Z源光伏并网逆变器无差拍解耦控制

提出了光伏并网系统的无差拍解耦控制策略,并将其应用于三相Z源光伏并网逆变器中。通过无差拍控制与改进的空间矢量脉宽调制技术相结合,实现了Z源光伏并网系统有功与无功功率的解耦控制。采用双时采样策略减少了无差拍控制由于采样与运算时间的存在造成的控制延时,提高了无差拍控制的精度与稳定性。仿真与实验结果表明,该控制策略能实现Z源的升压,并网电流谐波畸变率低,而且能实现并网电流与电网电压同相位即单位功率因数运行。     

MPPT对单级式光伏并网逆变器稳定性影响分析

以扰动观察最大功率点跟踪(MPPT)方法为例,全面分析了功率采样周期、功率扰动步长、直流母线电容容值等因素对系统稳定性影响。分析表明,即使在光照不突变且最大功率算法不出现误判的情况下,功率采样周期过大、直流母线电容容值过小或扰动步长过大,仍将导致直流母线电压出现崩溃性跌落,并导致系统失稳。考虑到实际系统中增加直流母线电容容值带来高昂的硬件成本,结合此处分析结果,给出功率采样周期和功率扰动步长设计方法。最后,在一个640 kWp的光伏并网系统中验证了分析结果。     

Z源逆变器光伏并网控制策略研究

Z源变换器因其具有的诸多优点,成为当今研究的热点.首先对基于Z源变换器光伏并网发电系统的工作原理进行了分析,建立了平均状态模型;在此基础上设计了相应的控制器,其特点为:针对系统各部分时域响应特点实现了系统解耦控制,实现了最大功率跟踪与同步并网的要求;采用新的Z源升压控制方案,以适应光伏电池输入电压变化范围较大的特点;采用新型功率扰动的最大功率跟踪方案,保证了并网电流的稳定性.实验仿真证明了控制器的有效性.     

单级式光伏并网逆变器的无电流检测MPPT方法

提出一种单级式光伏并网逆变器的无电流检测最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法。研究光伏组件、输入滤波电容和并网逆变器之间的能量耦合关系,通过使得连续两个并网功率周期的逆变器输出功率相等,通过计算输入滤波电容电压的变化值,获得光伏组件输出功率的变化方向,实现了无电流检测的MPPT。划分光伏组件的3种工作区域,详细分析系统在各工作区域的稳定性,并给出具体的扰动准则。搭建200W的实验样机,实验结果充分证明了提出的控制方法的可行性和有效性。     

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器

介绍了单级光伏系统的拓朴结构和工作原理,着重阐述了用电导增量法实现最大功率跟踪(MPPT)的基本原理。根据光伏阵列的特性,设计了一套能实现最大功率跟踪的新型光伏并网逆变器。该逆变器采用单级结构,控制部分采用基于DSP(TMS320LF2407)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出及高功率因数运行。     

基于Z源逆变器的屋顶并网光伏发电系统

结合城市中大规模光伏发电的应用以及屋顶光伏组件汇流的特点,在光伏并网发电系统中选择Z源逆变器代替普通逆变器.对Z源逆变器的工作原理进行了详细的分析,对主要的工作状态进行了数学推导,与普通的电压源、电流源拓扑相比,可以实现任意升降压.介绍了某屋顶光伏发电示范项目的设计以及其采用Z源逆变器的实际工作效果.实践证明,采用Z源...     

基于PCHD模型的光伏Z源并网逆变器无源控制

光伏Z源并网逆变这种非线性对象的一般控制方法是先线性化再线性控制,这种控制策略相对复杂且控制效果不佳。本文创新性地将基于PCHD模型的非线性无源控制引入到光伏Z源并网逆变系统中,它无需线性化处理,就可使系统具备良好的动、静态特性。首先分析了光伏Z源并网逆变器系统的原理,给出了系统的PCHD数学模型;再采用IDA方法设计出系统的无源控制器,并从理论上证明了系统的稳定性;最后Matlab/Simulink仿真软件和样机试验表明了,相比于采用传统的双闭环PID控制系统,采用本文无源控制系统的最大功率点跟踪更快,调节时间和上升时间更短,并网更有效,对外部参数变化响应更快,并网电流曲线更平滑,纹波更小,功率因数更高,鲁棒性更好。     

基于下垂控制与MPPT的电压源型光伏并网逆变器

首先基于下垂控制,实现逆变器电压源控制,在单级光伏逆变器结构中,将最大功率点跟踪(MPPT)控制嵌入到下垂控制中,提出一种有功功率内环、直流电压外环的控制方法,实现了并网过程中直流电压调整的快速性和稳定性。最后通过仿真和实验分别验证了上述设计的正确性,实现了光伏并网逆变器电压源控制下的并网、离网运行模式无缝切换和MPPT跟踪。     

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。     

电导增量法实现MPPT单级光伏并网逆变器的仿真研究

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势.本文介绍了单级光伏系统的拓朴结构和工作原理,着重阐述了用电导增量法实现MPPT的基本原理.根据光伏阵列的特性,设计了一套新型的能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器,逆变器采用单级结构,控制部分采用基于DSP ( TMS320LF2407) 控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出以及高功率因数运行.     

Z源光伏建筑并网逆变器的无差拍控制研究

对一种新型的光伏建筑并网逆变器——Z源逆变器的无差拍控制进行了研究。在阐述了Z源逆变器的升压原理和无差拍电流控制原理的基础上,将无差拍电流控制应用于Z源并网逆变器控制中。通过MATLAB仿真表明,该控制方法控制策略简单、有效,具有良好的稳态和动态特性,实现了Z源逆变器的单位功率因数并网。     

功率前馈的准Z源光伏并网逆变器Quasi-PR控制

为了加快准Z源光伏并网逆变器的动态响应,避免电网电压矢量定向控制策略需解耦控制和多次坐标变换的不足,同时提高并网电流控制器对电网频率偏移的适应范围,将功率前馈及准比例谐振控制引入准Z源光伏并网系统中。在两相静止坐标下,将功率前馈、准比例谐振控制与直通分段空间矢量脉宽调制(SVPWM)相结合,设计了并网系统的完整控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了系统仿真模型,并与传统控制进行对比分析。仿真结果表明:当外界环境发生变化时,采用功率前馈的准比例谐振控制策略能使系统较快地过渡到另一个稳态,且可实现对给定值的无静差跟踪控制,抗电网频率偏移能力强。     

Z源逆变器光伏并网系统杂散电感的影响

在Z源逆变器的光伏发电系统中,系统由直通状态到非直通状态转换时母线会产生寄生电压,增加了并网电能的谐波含量,严重影响了并网电能质量,同时增加了主回路损耗,降低了系统效率。针对此现象,在考虑杂散参数的基础上建立了Z源逆变器的等效模型。通过该模型的电路方程分析了母线寄生电压的产生机理及各杂散参数对母线寄生电压的影响规律,在此基础上,设计了一种母线寄生电压抑制电路。将其应用于1台基于Z源逆变器的光伏发电系统上,能够有效抑制Z源逆变器母线寄生电压,说明该方案具有可行性。     

准Z源光伏并网逆变器无功补偿自然坐标控制

准Z源逆变器因为其特殊优势,而在光伏并网中得到广泛应用,但是只向电网传输有功电能的光伏发电系统不能控制和改善电网的电能质量。针对分布式发电中常见的电能质量高渗透率问题,在准Z源逆变器的基础上设计了一种既能够光伏并网发电,又能实现无功补偿的统一控制系统(PG-STATCOM),并针对此系统引入自然坐标控制策略,实现有功和无功的独立控制,无需锁相环,计算简单,节约时间。仿真和实验表明系统具有良好的稳定性和鲁棒性。     

一种单级光伏并网系统MPPT算法的分析

讨论了光伏电池的非线性输出特性,分析了单相单级式光伏并网系统的硬件拓扑结构及常见的最大功率跟踪(MPPT)控制方法,针对传统一阶式MPPT控制算法在单级式光伏并网逆变系统应用中的不足之处,将模糊PID控制引入到单级式并网发电系统的MPPT控制当中。给出了系统的MPPT控制框图及模糊PID控制器的详细设计过程,基于PSIM软件搭建仿真平台,对文中提出的控制算法进行软件仿真,并最终将算法在实验样机上实现,仿真及样机实验结果均验证了算法的可行性和有效性。     

单级式光伏并网系统MPPT的人工鱼群控制策略

针对传统最大功率点跟踪(MPPT)控制算法在应用于单级式光伏并网逆变系统时存在的不足,在传统MPPT算法的基础上提出一种新控制算法,将人工鱼群算法应用到单级式光伏并网系统的MPPT控制中。通过仿真改变人工鱼群算法的参数设置来寻求功率最优值,并与传统MPPT控制方法扰动观察(PO)法进行比较,仿真与实验均证明了算法的可靠性和有效性。     

基于MPPT的光伏并网逆变器研究

对三相光伏并网逆变系统的最大功率点跟踪控制和并网逆变电流控制进行研究,提出了带滞环比较的变步长扰动观测法,根据功率的预测变化实现快速跟踪最大功率点,能够消除稳定过程中的功率波动。为了实现并网电流和电压的同步,利用锁相环技术与并网电压前馈补偿的复合控制策略进行网侧逆变器的控制。在Matlab/Simulink软件环境中进行了对比仿真,结果表明：改进后扰动观测法的跟踪速度提高了40%以上,跟踪精度也提高了4.0%,而且振荡较小,可以准确快速地实现光伏发电最大功率点跟踪,而且并网电流能够跟踪电网电压,谐波含量较小。