高性能单相电压源逆变器的输出控制

提出了一种多环反馈加电流前馈的单相逆变器控制方案,该方案使单相逆变器在空载和负载情况下输出电压的幅值和相位均能完全跟踪正弦给定.文中介绍了该方案的理论依据,给出了参数计算方法,并搭建了一台40kVA的实验样机,实验结果验证了该方案的有效性.     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

基于有功和无功环流控制的DC-AC逆变器并联系统分析与实现

传统的基于有功和无功环流控制的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,即根据输出有功功率差调节输出电压的相位,根据输出无功功率差调节输出电压的幅值,实现输出负载均分.该控制方式若应用于电压电流双闭环控制逆变器并联系统会引起系统工作不稳定,本文分析了造成不稳定的原因,给出了电压电流双闭环控制DC-AC逆变器并联系统输出有功和无功功率差与输出电压幅值、相位差之间的定量关系,提出了相应的均流控制策略,给出了并联系统的实现方案.实验结果验证了该控制方案的可行性.     

一种简化的逆变器并联控制技术研究

依据输出有功功率差和无功功率差分别调节输出电压相位和幅值的控制技术较多地应用在逆变器并联控制中.但是,对于基于电压电流双闭环反馈的电压源型逆变器,输出有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值均有耦合关系.本文推导出逆变器的等效输出阻抗,研究了有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值的定量关系.讨论了器件精度对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,在此基础上提出一种简化的并联控制策略:即基准电压同步,根据环流大小调节基准电压幅值.建立了并联系统模型,分析了并联系统特性,给出了实验结果.     

有功调频-无功调压的间接电流型并网逆变器控制方案

分析了并网逆变器的数学模型,得出逆变器输出电压的频率和幅值与电网吸收的有功和无功的关系,并基于此关系,提出了一种间接电流控制型并网逆变器控制方案,即在锁相环完成锁相的基础上,通过有功功率闭环调节逆变器输出电压的频率,通过无功功率闭环调节逆变器输出电压的幅值.为保证逆变器相位调节的精度,提出了一种逆变器频率调节算法.仿真...     

基于电压控制的逆变器无互联线并联控制研究

针对传统PQ下垂法及其改进方法存在的控制复杂、对功率外环参数设计要求高、动态响应特性差的缺点,对逆变器并联控制条件及传统PQ下垂法进行分析,提出一种基于新型电压控制的逆变器无互联线并联控制策略。该策略跳出传统PQ下垂法的控制思路,提出一种新型电压控制环,通过直接控制逆变器输出电压,达到控制逆变器输出电流相位相同、幅值按各逆变器额定功率成比例的目的,不仅大大简化了控制程序的设计,提高了系统的动态响应特性,而且使电压下垂度能被人为控制。通过模拟负载突变实验验证了该策略的可行性和有效性,选用TMS320F28XXX作为控制核心。     

多机并网逆变器的并网／并联统一控制策略

分析了多机并网逆变器系统,得出其等效电路,推导出调节逆变器输出电压的相位可以调节逆变器输出有功功率,调节逆变器的输出电压幅值可以调节逆变器输出的无功功率.根据该理论,提出了一种多机并网逆变器的并网/并联统一控制策略,通过有功功率闭环调节逆变器输出电压的频率,通过无功功率闭环调节逆变器的幅值,给出了系统的运行流程,并分析了该方法内在的反孤岛能力.仿真和实验证明,所提控制策略在逆变器并网与并联时控制效果优良,并能实现平稳转换.     

高性能全数字电压型逆变器三相独立控制技术

介绍了全数字电压型逆变器的三相独立控制技术，解决了其中两个关键问题：一是对称三相给定信号的生成；二是每相逆变器输出电压波形的跟随。实验结果证明了该控制方案能使逆变器在不平衡负载下保持三相输出电压波形的对称性。     

重复PI控制的五电平光伏并网逆变器

介绍了一种双向开关型五电平逆变器,并提出了重复控制和PI调节相结合的复合控制方案。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI调节使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号,从而使系统具有良好的稳态和动态特性,提高对逆变器的控制精度。仿真和实验表明,用重复PI控制的五电平逆变器输出并网电流波形稳定,谐波畸变率小,并能实现实时快速跟踪电网电压相位,使系统工作在高功率因数状态下。     

基于免疫算法的三相逆变器无死区混合空间矢量PWM控制

死区时间影响逆变器输出波形质量,常规三相逆变器无死区控制存在一定局限性。在深入分析无死区控制策略原理的基础上,提出一种新型三相逆变器无死区控制方法。该方法根据负载阻抗角特性,采用特定空间矢量组合达到无死区效果。并通过免疫算法优化空间矢量作用时间和矢量顺序,使逆变器输出波形总畸变率(THD)最小并提高基波电压幅值。对新控制策略进行仿真研究并搭建了小容量实验平台进行模拟实验。实验和仿真结果证明该方法不仅能有效消除死区影响,还能明显减小逆变器输出波形的THD和基波电压幅值。     

无电容交-直-交变换器高性能输出控制研究

针对传统交直交变换器功率密度低,谐波污染严重等不足,本文研究了一种直流侧无电容交直交变换器及其控制策略.电容的弃用提高了网侧性能;输出电流闭环控制的采用,提高了系统负载适应性;前馈补偿控制的引入,有效抵御了非正常输入对输出性能造成的影响.搭建了以TMS320F2812 DSP为内核的实验样机对上述控制策略进行了验证,优...     

一种新型的大功率高性能逆变电源控制方案

分析了采用双极PWM方式的带电流内环的电压控制系统的特性，提出了一种新型的适用于大功率高性能逆变电源的控制方案。该方案将单相全桥逆变器的二重化同步 PWM技术与多环反馈控制方法结合起来，使逆变电源在开关频率不高及频波器参数不大的情况下，输出电压仍然是低谐波含量的高品质正弦波，同时系统具有优异的稳压特性、动态特性、对非线性负载的适应性以及小的电压调制量。该控制方案的有效性已经 在单相30KVA逆变电源实验样机上得到证实。     

采用二重化技术实现的谐波电压源研制

提出了一种新型的适用于大功率高性能可编程谐波电压源的实现方案，该方案采用串联型的主电路结构，利用输出电压闭环和滤波电容电流内环的控制策略，结合单相全桥的二重化技术，使谐波源有高品质的输出电压波形。分析了该谐波电压源的特性。实验表明，该系统具有良好的静态性能和动态性能。按该控制方案完成了一台300kVA实验装置的研制．该装置输出的电压波形能够满足相关设备测试需求，同时能够模拟电网中的电压跌落、电压波动等现象，为相关的大功率电力设备提供了较全面的电压测试。     

基于电容电压的并联UPS系统自主控制策略

针对并联不间断电源(UPS)系统的均流控制问题,设计了一种新的并联UPS系统自主控制策略.新方案可用于多个三相在线UPS模块的并联电流分配控制.每台UPS控制器将滤波电容的电压参考设计为其自身输出电流的函数进行调节,无需逆变器之间信息交换即可实现自主均流控制.同时,控制器还保证了负载电压的控制精度以及负载扰动下的动态性能.利用两台UPS为主体构成的实验平台对所设计的新型自主控制方案进行了测试.实验结果表明,在不同负载条件下,包括阶跃负载和非线性负载工况下控制器均具有较好的控制效果.     

前馈型电压模式控制逆变器

在传统电压模式基础上,对单相全桥逆变器提出了一种前馈型电压模式控制方案,利用开关变换器稳态输入/输出占空比关系构造控制方程,引入输入电压前馈使得输入电压波动对输出无影响,同时在无积分反馈环节下输出电压就能稳定跟踪参考信号,避免了PID控制中积分项对系统性能的影响,控制实现上则采用输入电压积分电路求解控制方程中的开关占空比。进行了性能分析并与传统PID控制逆变器的模型比较,理论分析表明前馈型电压模式控制逆变器具有稳态跟踪性能好、抗输入电压扰动以及对负载跳变动态响应好的优点。仿真对比和实验验证的结果表明理论分析的正确性和前馈型电压模式控制的有效性。所提控制方案具有控制简单、模拟电路容易实现的优点,便于实际应用。     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究

针对单纯PI控制的缺点,对光伏并网系统中逆变器的控制进行了改进,提出重复控制和PI控制相结合的电流跟踪控制策略。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI控制则利用偏差调节原理,使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。此外,加入预测算法以便消除逆变器开关器件和输出滤波网络的延迟影响,使并网电流与电网电压相位趋于一致。实验结果表明,新的控制策略可有效改善并网电流波形,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

高精度逆变电源输出电压直流漂移的调偏控制

逆变器中的隔离环节、各功率器件等存在漂移和特性不对称以及正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)都会引起逆变电源输出电压的直流漂移。该文提出了一种高精度逆变电源输出电压直流漂移的调偏控制方案,系统采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的全数字控制。给出了直流调偏控制的基本原理及其闭环控制系统。分析了模数转换器(analogue-to-digital converters,ADC)精度与数字脉宽调制(digital PWM,DPWM)精度之间的关系,并给出了抑制极限环振荡的必要条件。提出一种提高DPWM精度的新方法,可以进一步提高直流调偏控制的精度。最后,在一台单相8重化9电平电压型逆变器的实验平台上进行实验验证,实验结果表明了该控制方案的有效性。     

推挽正激多重化DC/DC变换器的研制

介绍了基于推挽正激拓扑的多重化DC／DC变换器，详细分析了其工作原理。推挽正激变换器同时具有推挽变换器和正激变换器的优点，它的变压器磁芯双向励磁、磁芯利用率高、开关管电压应力低、不需要附加磁复位电路等优点。系统采用了多重化技术，减小了每套装置的输入电流和输出电压，提高了系统的可靠性，同时还减少了输出电压的脉动．因此可以大大减小滤波电感、电容。论述了该变换器主电路和控制电路的设计，最后在此基础上研制了一台5kW的实验样机。试验结果表明，推挽正激电路在低电压大电流场合具有一定的应用优势。     

基于虚拟电阻匹配模式的逆变器并联方案

对于采用逆变器并联模式的交流供电系统,逆变器均流是首先要解决的问题。逆变器的动态均流与静态均流同等重要,而现有的方法不能从根本上解决动态均流问题。另外,抑制逆变器并联系统的直流环流和输出电压的直流偏移也是需要解决的技术难题。为此,提出虚拟电阻匹配模式的并联控制方案。此方案将逆变器设计为给定基准电压源与虚拟电阻串联的形式,通过控制虚拟电阻值间接实现控制目标。据此设计的系统,具有良好的动态和静态均流效果,可彻底抑制直流环流,并能保证在任意负载条件下输出电压无直流偏移。仿真和实验结果证明了所提控制方案的有效性。