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。     

三相LCL并网逆变器的单电流双环控制策略

为了抑制LCL并网逆变器系统的谐振尖峰,提出了一种单电流双环控制策略。该策略只对并网电流进行采样：内环采用并网电流的二次微分反馈,以配置系统开环传递函数极点,增加系统阻尼;外环对并网电流直接反馈,以跟踪输出电流,提高系统精度。同时,外环采用准比例谐振（QPR）控制器来补偿电流,以减小稳态误差,消除特定次谐波。通过该单电流策略与传统的电容电流内环,并网电流外环策略的对比,以及采用QPR与比例积分（PI）控制器的对比,结果表明本文所采用方法的性能较优。仿真结果验证了该策略能有效抑制并网电流谐波,提高系统的动态性能和稳定性。     

混合微网中基于互联变换器的谐波补偿控制

并网运行的交直流混合微网中，交流侧接入非线性负载会导致公共并网点（point of common coupling，PCC）处电流出现明显畸变。为避免引入额外有源滤波器装置，在基于综合惯量的互联变换器控制基础上，叠加准比例谐振控制器用于谐波补偿控制，通过公共并网点处电流反馈信号，实现电流正弦性和交直流侧功率平衡。同时，在谐波补偿环节引入多采率控制，解决了互联变换器低开关频率控制过程中的延时而导致的谐波重构误差问题，改善谐波补偿效果，并给出准比例谐振控制器参数的设计过程。基于Matlab/Sinmulink仿真实验结果表明所提方案稳态特性好，动态响应快，对负荷突变适应性好，控制算法简单可靠。     

三相LCL光伏并网逆变器的准比例谐振重复控制研究

针对LCL型光伏并网逆变器控制系统,提出了一种重复控制并联准比例谐振控制的复合控制策略,以改善并网逆变器的输出电流质量。该控制策略结合了两者的优点,其中准比例谐振控制能够保证系统的动态性能,并提高系统抗电网频率波动的能力,而重复控制在并网系统稳定以后可以抑制电网的周期性扰动,提高电流波形跟踪精度,从而获得更高质量的并网电流波形。通过Matlab/Simulink进行仿真实验,证明了这种复合控制策略的有效性和可行性,使系统具有良好的动、稳态性能和抗干扰能力,降低了并网电流的谐波含量。     

三相LCL并网逆变器自带低通滤波功能的复合控制方法

针对三相LCL型并网逆变器并网电流存在谐波污染问题,提出一种自带低通滤波功能的复合控制方案.在传统重复控制的内模中建立谐振衰减控制器,改善了重复控制对高频谐波抑制能力不佳的问题,不仅省去了低通滤波器的设计环节,简化了控制结构,同时提升了系统的整体稳态性能.将比例控制与带有谐振衰减控制器的重复控制并联组成自带低通滤波功能...     

基于五电平的LCL型并网逆变器控制策略研究

引入一种新型五电平逆变电路,与具有复杂电路拓扑结构的传统多电平逆变器相比,其所用的开关器件最少,电路拓扑结构简单,适用于中低功率场合的要求。将其用于单相并网系统,对其电路拓扑结构和工作原理进行分析,同时在并网逆变器接口采用LCL滤波器结构来抑制并网电流的高次谐波。采用并网电流和电容电流双闭环控制策略来抑制系统振荡,提高系统稳定性。对传统基于比例积分(PI)控制的电流双闭环控制策略进行改进,外环采用多重比例谐振(PR)控制器,针对特定次谐波补偿,无需电网电压前馈,可有效抑制电网电压背景谐波的干扰,并通过实验验证了该方法的有效性。     

非隔离型光伏并网逆变器直流注入抑制方法

直流注入是实现非隔离型光伏并网逆变器友好并网必须解决的关键问题之一。针对三相逆变器,借助准谐振控制器谐波补偿特性,提出准谐振控制和预测控制相结合的直流注入抑制方法。该方案可以有效降低并网电流中的直流分量。在5 k W实验样机上进行实验验证,结果证实了该方案的有效性。     

有源电力滤波器多特征谐波电流调节器复合控制策略研究

正介绍了一种多特征谐波电流调节器复合控制策略来提高并联型有源电力滤波器(APF)的稳态补偿准确度。首先,分析了输出电流的相位延时对稳态补偿准确度的影响,抑制这种相位延时可以通过对电流调节器进行相位补偿来实现,单个电流调节器只能对所有特征频率的谐波相位延时进行统一的补偿。然后提出了多特征谐波电流调节器复合控制策略,采用多个PI调节器加重复控制器并联使用的复合调节器,可以对每次谐波进行单独的控制调节和相位补偿,得到较好的稳态补偿准确度。最后通过仿真和实验验证了该控制策略能够很好的达到抑制50次以内各次特征频率谐波的目的。     

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。     

孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略

针对具有平衡谐波电压扰动的孤立水光互补微电网系统,根据叠加原理提出一种电压源并网逆变器并网谐波电流抑制策略。首先利用陷波器将网侧电压基频与谐波分量进行分离,利用下垂功率控制器对逆变器输出端基频电压分量进行下垂控制;同时逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,在保证逆变器向电网注入基频电流的同时,提高逆变器控制环路对网侧电压谐波分量的跟踪能力,通过减少网侧与逆变器输出端谐波电压误差的方法,降低系统并网电流的谐波含量;最后仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。     

基于龙伯格观测器的变频一体机谐波电流抑制控制

针对无速度传感器高品质矢量控制在变频一体机中的应用,在龙伯格观测器基础上,设计改进的反馈增益矩阵,保证转子磁链观测和转速估算收敛速度的同时,又兼具低频区电机转速观测的稳定性。针对大负载工况中间母线电压波动引起的电机端电流谐振问题,设计自适应谐振控制器,通过电机端电流中谐波幅值实时调整谐振调节器补偿量,实现了电机端电流中特定频率谐波的无静差控制及良好的动态性能。仿真和电机对拖实验验证了该控制策略的有效性。     

基于谐振阻尼的三相LCL型并网逆变器谐波抑制优化策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是内部滤波器自身容易出现谐振,而且对电网背景谐波电压引起的电网电流谐波抑制能力有限。针对逆变器中LCL型滤波器自身存在的谐振现象,在逆变器侧电流单环控制的基础上,分析其谐振机理,采用基于电感电流一阶微分前馈的谐振阻尼抑制谐振;同时建立谐波电网下的LCL型并网逆变器微分方程模型。在抑制谐振的基础上,主要分析网侧谐波电流环直接抑制方式,实现对电网电流谐振与谐波复合抑制,同时采用滤波电容临界值作为选择网侧谐波电流闭环的条件。分析闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计。实验结果验证了所采用控制策略的正确性和有效性。     

低开关频率下PWM整流器电流控制策略研究

谐波污染是单相PWM整流器控制的主要问题之一,而电流控制策略是谐波抑制的重要研究方向。充分考虑低开关频率对系统性能的影响,采用提高采样频率的方法,提出一种改进的基于重复控制的复合电流控制策略。此策略抑制了低开关频率对补偿效果的影响,实现了无稳态误差控制,抑制输入电流的周期性谐波,改善了波形质量。仿真验证该控制策略是有效可行的。     

基于准比例—谐振控制的MMC-HVDC环流抑制策略

模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统三相桥臂之间存在的环流分量,直接影响系统工作特性,增加系统损耗。根据桥臂电流中含有二倍频分量的特性,构建了两相静止坐标系下模块化多电平换流器(MMC)的环流数学模型。为实现正弦输入的无差跟踪,设计了准比例—谐振(PR)控制器实现框图,并基于准PR控制器设计了环流抑制控制策略。相对于旋转坐标系下的环流抑制控制器,所提控制策略无须引入耦合便可实现解耦控制,减小了参数调节工作量,同时无须进行旋转坐标变换,减小了延时,提高了响应速度。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了基于准PR控制的环流抑制策略的有效性。     

主动电力滤波器高性能补偿控制策略分析

天津海河开启桥是一座集机械、液压、电气智能控制及监控、景观与一体的综合性桥梁,它开辟了我国桥梁史的先河,其技术在亚洲乃至世界上都是较先进的。由于该桥供电部分存在非线负载,由此产生大量谐波电流及无功电流,需要主动滤波器滤除谐波,提高功率因数。本文对主动电力滤波器传统电流环PI控制器进行了详细的理论分析,指出了检测负载侧谐波电流的局限性,提出了一种电源侧电流前馈补偿的控制器,克服了检测负载侧谐波电流时传统PI控制器的缺陷,即使负载谐波电流高于主动电力滤波器的容量,也能够无静差输出,理论分析和仿真验证了此种新型控制策略的正确性和有效性。     

混合型有源电力滤波器的复合电流控制策略

针对电网中非线性负载引起的谐波问题,提出了一种并联混合有源电力滤波器结构。基于此拓扑结构,建立了其数学模型,并设计了基于PI控制策略的电流控制器。针对传统PI控制方法补偿精度受带宽制约,补偿效果不理想的问题,提出了基于重复控制的电流双闭环控制方法,并设计了双闭环电流控制器。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精度,能够有效补偿由非线性负载引起的谐波电流。补偿后电网电流THD降低到5%以下,波形近似于正弦波。     

单相固态变压器逆变级的建模与控制

为了实现固态变压器逆变级在不同调制方式的高性能控制要求,采用开关周期平均法和小信号扰动法,建立了单相固态变压器逆变级在双极性调制和单极性调制方式下的连续数学模型,并分别推导了内环电流对占空比的传递函数以及外环电压对电流的传递函数。明确了其数学模型和传递函数在单极性和双极性调制方式下是不一致的,避免了采用同一个数学模型所导致的控制性能不佳等问题。依据串级系统原理,设计了外环电压子系统和内环电感电流子系统,并提出了具体PI控制器参数设计方法。实验结果表明,建立的系统模型正确,且逆变级输出电压稳态精度高,响应速度快,电压总谐波畸变率低,表明控制策略设计合理。     

配电静止同步补偿器补偿电流优化重复控制策略

比例—积分与重复控制相结合的电流控制策略可以有效地提高配电静止同步补偿器的无功功率和谐波补偿精度,并抑制装置自身由于死区、电网畸变等影响在输出电流中产生的低次谐波,由于传统重复控制器设计引入周期延时环节,导致装置动态时性能不佳,稳定性差。针对这一问题进行改进,提出基于误差调节及改进内模的优化重复控制,利用滞环比较器和衰减器构成误差调节器,在指令或负载切换等动态过程中,根据无功轴电流误差幅值对重复控制器输入信号进行动态调节,减小重复控制对比例—积分前馈通路的影响,并根据三相电网在同步旋转坐标系下谐波电流特性,采用改进内模减小周期延时,提高装置动态性能和稳定性。仿真和实验结果验证了提出方法的可行性和实用性。     

基于Luenberger观测器的链式APF控制策略研究

文章提出基于Luenberger 观测器的鲁棒预测电流控制器设计方法,有效克服传统无差拍控制和基于两拍采样的预测电流控制方法在控制延时情况下稳定裕度低、鲁棒性差等缺点,该方法有效补偿电流跟踪的时滞效应,显著地改善电流环的高频特性,提高控制精度、改善系统的稳定裕度和鲁棒性。动模实验表明,链式APF对于各种非线性负载均具有良好的补偿精度和动态响应速度,实现各H桥直流母线电压自均衡控制。     

基于等效基波及奇次谐波谐振器组的单相动态电压恢复器控制

为提高单相动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的补偿性能,提出一种基于等效基波及奇次谐波谐振器组的数字控制方法。采用可等效为一组谐振器的延时模块,能够有效抑制电网基波和谐波扰动。给出一种包含两个控制参数和一组零相移陷波滤波器的结构及其设计方法,使系统在保证稳定性的同时,获得较大的谐振增益。其中,延时环节衰减系数可增加谐振器组鲁棒性;控制器比例增益可解决零相移陷波器中使用延时带来的问题;零相移陷波器组既能对消LC谐振峰,也能解决等效谐振器组高增益在高频处的稳定性问题。同时,引入电源电压和负载电流双前馈来保证响应速度,增加了对扰动的抑制能力。所提控制策略结构简单,谐波补偿能力强,动态响应快,易于实现。在2kW单相DVR实验装置上的实验结果验证了该控制方法的正确性。