单相并网逆变器准比例谐振控制器的设计

针对光伏并网逆变器的比例积分(PI)控制器存在稳态误差,抗电网干扰能力差的问题,提出了一种准比例谐振(PR)控制策略,利用其在谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力同时设计了准PR控制器的参数。仿真结果验证了所设计的准PR控制器能实现系统电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力。     

基于PR控制的光伏并网电流优化控制

针对单相H6拓扑光伏并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制器跟踪正弦电流指令时会产生稳态误差和抗干扰能力差等问题,提出了一种基于比例谐振(PR)控制的H6拓扑单相光伏并网逆变器的总体控制策略。在介绍PR控制器原理的基础上,详细分析了其控制参数对系统性能的影响,并给出了PR控制应用于H6光伏逆变系统的工程设计方法。搭建了单相H6拓扑光伏并网逆变系统的仿真及实验平台,对理论分析结果进行了验证。结果表明PR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无静差控制,消除了PI控制所产生的相位误差,并且具有良好的并网波形质量。     

光伏并网逆变器电流控制策略的研究

并网电流控制技术不仅影响并网逆变器的电流质量,而且是决定并网逆变器成功并网的关键技术,因此迫切需要一种优良的并网电流控制策略。通过建立并网逆变器数学模型,分析并网逆变器在比例积分(PI)控制下的并网电流存在稳态误差和电网扰动等问题,对此研究了2种并网电流无静差控制策略:单周期控制和准谐振PR控制。通过Matlab仿真比较了3种控制策略对并网电流的控制性能。仿真及实验结果表明准谐振PR控制器具有优良的控制性能。     

小型风力发电并网逆变器控制策略的研究

针对小型风力发电并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制时存在的稳态误差及抗干扰能力差的缺点,提出了一种基于正弦脉宽调制(SPWM)的准比例谐振(QPR)控制,并采用d,q锁相技术对并网电流进行相位锁定。在比例谐振(PR)控制原理基础上,从数学和物理模型两个角度对其稳态及抗扰性能进行了分析。针对控制系统的设计,探讨了PR控制器不同参数对系统性能的影响并给出具体的参数整定方法;简单阐述了d,q闭环锁相控制的实施方法。通过在Matlab中搭建单相并网逆变器进行仿真,证明了理论分析的正确性。结果表明基于SPWM的QPR电流瞬时值跟踪控制能实现电流的无静差跟踪,并具有良好的抗干扰能力和并网电流质量。     

基于准PR控制的逆变器优化控制

逆变器并网控制过程中往往利用比例积分（PI）控制器追踪信号,然而在正弦电流信号的追踪过程中往往由于冲击性负载的作用,给系统带来稳定性误差和系统扰动等问题,本文提出了一种基于比例谐振（PR）控制技术的准比例谐振（PR）逆变器优化控制策略。首先对PR控制器的原理进行了介绍,通过对PR控制器的改进构成了准PR控制器,重点分析了准PR控制器控制参数对系统性能的影响,从而确定系统最优时控制器的参数,并在准PR控制的基础上添加谐波补偿环,有效消除特定次数谐波。利用MATLAB/Simulink进行仿真实验,对PI控制器与准PR控制器的实验结果进行对比分析,验证了改进的准PR控制能够在逆变器并网系统中实现无静差追踪和稳态误差消除,保证了系统的动态稳定性。     

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。     

基于PR控制和虚拟阻抗的光伏并网逆变器的研究

设计了一种采用准比例谐振控制零稳态误差的光伏并网逆变器控制系统。与常规的PI控制相比,该控制方法可对正弦输入信号进行无静差跟踪,同时克服了常规比例谐振(PR)控制器抗电网频率波动能力差的缺点。此外,结合虚拟阻抗技术,改善了传统LCL输出滤波器的性能,实现对LCL滤波器高频谐振的有效抑制而又不带来系统功率损耗。仿真试验证明,基于准比例谐振控制和虚拟阻抗技术的光伏并网逆变器具有良好的稳态性能和抗干扰能力。     

单相微电网逆变器的并网/离网工作模式研究

单相微电网系统需要逆变器具有并网/离网双工作模式,针对工频变压器隔离型单级式单相逆变器研究了一种并网/离网双工作模式的控制策略。离网模式下采用基于准比例谐振(PR)控制器的电压外环和电感电流比例内环的双闭环控制策略,可有效控制输出电压。并网模式下利用锁相环(PLL)技术跟踪电网电压相位,采用准PR控制器实现并网电流控制。在建立单相逆变器闭环系统数学模型基础上,对逆变器在并网、离网模式及模式间平滑切换过程中的系统性能进行了分析,实验结果表明了理论分析和控制策略的正确性。     

新式七电平逆变器及其并网控制分析

提出一种单相七电平逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,根据伏秒平衡原理,采用T型滤波器,通过逆变器侧电流反馈控制确保并网系统稳定,采用比例谐振(PR)控制减小稳态误差,实现了高功率因数并网,同时引入电网电压的前馈控制消除电网电压扰动对并网电流的影响。仿真结果表明:该逆变器并网系统具有良好的稳态和动态性能。     

基于有源阻尼的单相LCL并网逆变器改进电流控制器

为了提高LCL单相并网逆变器在电网频率波动情况下的控制精度,提出了一种采用比例、积分、谐振和准谐振复合控制环节的改进电流控制器。应用频率法对比例积分、比例谐振、准比例谐振以及改进电流控制器进行对比分析。结合传统比例积分控制器参数设计方法与权重系数获得合适的改进控制器参数,在所建立的基于有源阻尼的LCL单相并网逆变器仿真模型上对改进控制器与传统控制器进行实验对比。结果表明所提改进电流控制器克服了比例积分电流控制器无法实现并网电流无静差控制、比例谐振电流控制器对于电网频率变化鲁棒性很差以及比例准谐振控制器基波增益不够高的问题。     

静止坐标系下LCL型并网逆变器控制策略的研究

通过分析三相LCL型并网逆变器在两相静止坐标系下的数学模型,提出了一种静止坐标系下利用准比例谐振(proportional resonant,PR)控制器实现入网电流无静差跟踪的控制策略。为了有效抑制LCL滤波器由于阻尼不足而产生的谐振,引入电容电流反馈来实现有源阻尼。采用频域分析法,根据稳定性、稳定裕度以及稳态误差要求,分别设计电容电流反馈系数及准PR控制器的比例系数和谐振增益系数。仿真与实验结果验证了所采用参数设计方法的正确性和所提出控制策略的可行性。     

对称Quasi-Z源单相光伏并网逆变器的多环控制

对称Quasi-Z源逆变器很好地解决了传统Z源逆变器存在的电容电压应力高、启动冲击电流大等缺陷。分析了其工作原理,建立了基于对称的Quasi-Z源单相光伏并网发电系统,并提出了采用基于比例谐振(PR)调节器的单相并网逆变器的多环控制策略。在Matlab/Simulink环境中搭建系统仿真模型,对相关参数和控制策略的选取进行验证。仿真结果表明,基于比例谐振调节器的单相并网逆变器的多环控制策略不但能有效地实现并网逆变器的控制,而且能使系统保持稳定。     

单相逆变器并网控制技术研究

设计了一种具有零稳态误差的并网逆变器系统，系统控制器由比例调节器P和谐振调节器R组成。与传统的PI控制器比较，该比例谐振控制器(PR)在基波频率处增益无穷大，因此可以完全消除稳态误差。通过理论分析，系统中采用了一种更易实现的准谐振控制器，并给出控制器参数具体的设计方法。此外，为了消除电网电压畸变或扰动对逆变器输出电流的影响，系统中引入了电网电压前馈解耦控制，改善了系统输出电流的质量。理论分析和实验结果验证了系统具有较好的稳态性能和抗扰性能。     

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。     

一种具有电能质量调节功能的单相并网逆变器控制策略

建立了基于LCL滤波的单相并网逆变系统。联系逆变器与有源滤波器的特点,提出了一种新的并网发电时兼具无功补偿及谐波补偿功能的并网逆变器复合控制策略。首先,分析了并网逆变器系统结构与模型,采用准比例谐振(Quasi-Proportional Resonant,PR)控制器及多个谐振控制器相结合的方法,分别实现了对含无功补偿电流的并网基波电流及谐波补偿电流的控制;然后,提出了基于二阶积分正交信号发生器(SOGI-QSG)原理与瞬时无功功率理论的复合控制指令电流计算方法;最后,通过仿真实验验证了文中所提控制策略的有效性。     

逆变器系统中准PCI控制器及其物理模型分析

逆变器系统中理想比例复数积分(PCI)控制器在谐振频率处增益为无穷大,且在其他频率处没有增益,由此可以消除稳态误差,但是无限大的增益将会引起稳定性问题。提出一种基于αβ静止坐标系可消除交流稳态误差的准PCI(QPCI)控制器,此控制器可利用αβ静止坐标轴之间的耦合产生相互谐振实现对正弦信号的跟踪,同时在谐振频率处引入通频带宽ωc,既消除稳态误差又保证系统稳定性。此外还从物理模型重构的角度揭示准PCI控制器运行原理,以及参数对其性能的影响。通过对LCL型三相并网逆变器进行仿真和实验,对比PCI和准PCI的性能,验证了准PCI的正确性和优越性。     

准比例谐振与电压前馈控制的并网系统研究

针对传统光伏并网逆变器跟踪交流信号存在静态误差及抗干扰性较差的缺点,设计了一种电流准比例谐振(QPR)与电网电压前馈复合控制的控制策略.首先建立T型三电平并网逆变器的数学模型,然后分析控制器的原理及引入QPR控制器后系统的稳定性,并给出参数整定方法,最后通过仿真和实验证明所提策略在抑制尖峰谐振的同时,克服了传统比例积分(PI)控制和比例谐振(PR)控制的缺点,在电流无静差跟踪、提升电能质量及电网电压抗扰动方面表现出良好的效果.     

LLCL滤波的单相光伏并网逆变器控制技术研究

采用新型LLCL滤波器对单相光伏并网逆变器进行滤波,LLCL滤波器通过在传统LCL滤波器的电容支路中串联一个小电感达到在开关频率处产生串联谐振,相比LCL滤波器能够更大程度地对串联谐振频率处的电流谐波进行衰减,可进一步减小总电感值。分析表明LCL滤波器双电流环控制同样适用于LLCL滤波器,并网电流外环采用带谐波补偿的准比例谐振(PR)控制器能够有效跟踪并网电流指令的同时可对特定次谐波进行补偿,但谐振控制器在谐振频率处存在180°相角跳变,随着谐波补偿的次数增加易导致系统不稳定。在准PR控制器之后增加一个超前校正环节,对谐振频率处进行相位补偿的同时能够提高系统的相位裕量,增强系统稳定性。此外,引入电网电压前馈控制增强系统对电网电压的抗干扰能力。仿真结果表明系统具有较好的稳态性能和抗干扰性能。     

基于PR控制的单相T源光伏发电系统的研究

T源逆变器可以实现单级升压逆变,与Z源逆变器相比,T源逆变器的无源器件较少,无源器件的减少可提高系统的效率。并网逆变器电流通常采用PI控制,但是PI控制有两个缺点:无法跟踪没有稳态误差的正弦参考值,且有较差的扰动抑制能力。为此本文采用比例谐振控制(PR),并比较PI控制和PR控制的单相T源光伏并网系统的性能,并通过仿真和实验验证其正确性。     

T型三电平并网逆变器的准PR控制系统

随着并网系统复杂性的增加,为了避免并网控制策略中复杂的坐标变换和解耦过程,将准比例谐振(proportional resonance,PR)控制引入到T型三电平并网逆变器的控制之中,并在此基础上进行了控制系统的建模和稳定性分析,将其与空间维数脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法相结合,实现对T型逆变器的并网控制;最后,在MATLAB/Simulink仿真软件上搭建了T型三电平并网逆变器的准PR控制系统,仿真结果表明,相比于传统的电压电流双闭环控制,准PR控制在保证实现逆变器单位功率因数并网的前提下,能够更好地实现对并网电流无静差追踪和提高系统的经济性。