LCL并网逆变器新型电流双闭环控制策略研究

提出了一种新型的LCL型并网逆变器电流双闭环控制策略。内环采用电容电流反馈增加LCL并网逆变器系统阻尼,以抑制LCL输出滤波器带来的高频谐振问题;外环采用重复PR复合控制策略实现对并网电流的高性能控制,以抑制电网电压波动和非线性负载对并网电流的影响,实现对基频信号的无静差控制和高功率因数并网。在此理论分析的基础上研究了控制系统的稳定性,提出LCL并网逆变器电流双闭环控制器优化设计方案。最后通过仿真验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

电流双环控制的LCL单相并网逆变器逆变研究

详细分析了LCL型单相并网逆变器的结构,针对LCL型单相并网逆变器易发生谐振的问题,研究采用以电容电流为内环、并网电流为外环的双电流环控制策略。设计LCL滤波器和电流双环控制参数并利用SISOTOOL工具整定。通过SIMULINK搭建仿真模型,分析结果表明LCL型单相并网逆变器系统在采用该电流双环控制策略可有效抑制系统振荡,降低并网电流谐波含量和提高系统稳定性。     

考虑电网等效电感影响的LCL型逆变器谐振抑制方法

LCL滤波器在大容量、低开关频率的并网逆变器系统中已广泛应用,但LCL容易发生谐振,特别是在多逆变器并联的新能源电力系统中。本文推导了LCL谐振的公式,根据并网电流谐振时滤波器网侧电感与电网等效电感为串联的特性,结合LCL的结构,提出采用网侧电感电压一阶微分和入网电流的双闭环控制策略,在不增加传感器数量条件下,网侧电感电压一阶微分反馈内环增加了系统阻尼,有效抑制了LCL的谐振;电流外环实现了对入网电流的直接控制,可保证较高的功率因数,提高逆变器的利用效率。与电容电流反馈控制的仿真对比结果表明,该控制策略在逆变器并网的环境中有更好的抑制电流谐振的效果,实现对并网电流质量的改善。     

单相并网逆变器的直流分量抑制策略

为解决并网逆变器的直流注入问题,以LCL型并网逆变器为研究对象,提出一种可抑制直流分量的并网逆变器电流跟踪控制策略。所提策略采用直接控制入网电流的双闭环技术,其中电流外环在常规基波电流控制支路的基础上,增加了一条由积分控制器组成的直流分量抑制支路,在不影响逆变器基波电流跟踪控制表现的基础下,可增大逆变器的直流输出阻抗,抑制直流分量的产生。所提策略实现简单,无需检测输出电流中的直流分量,其直流抑制的机理为在逆变器输出端口串联一个在直流分量无穷大而在交流频率处的阻值有限的虚拟阻抗。通过建模和频域分析证实了所提策略的直流抑制性能。仿真和实验进一步验证所提策略不仅可以实现基波指令信号的无静差跟踪,而且对直流分量具有良好的抑制表现。     

基于模糊控制的并网逆变器的研究

并网逆变器采用LCL滤波器可有效滤除高次谐波,但LCL滤波器是无阻尼三阶系统,易发生谐振。采用无源阻尼方式来抑制谐振,并介绍了其原理及各参数的选取原则。采用并网电流与电容电流的双闭环控制策略,提出了以模糊PID双闭环控制技术控制并网电流,并进行了仿真研究。采用DSP作为控制芯片,设计了完整的主电路系统和驱动电路来进行实验验证。实验结果表明,该方法明显降低了并网电流的总谐波畸变率,避免了进网电流谐振,实现了进网电流的高功率因数。     

分布式电源单相并网逆变器控制方法研究

分布式发电系统通常采用逆变器并网,基于LCL滤波器的并网逆变器能够有效抑制高频谐波电流进入电网,因此得到广泛应用。对单相逆变器并网模式建立数学模型,基于频域分析理论,提出一种双环控制策略,内环电容电流控制增加系统阻尼,有效抑制谐振发生;外环并网电流控制实现对并网电流的精确控制,以及高功率因数并网。该控制策略有效抑制了谐振尖峰,增强了系统稳定性,实现了逆变器并网电流的优化控制和运行。该控制系统具有良好的动态特性,鲁棒性强,保证逆变器并网电流与电网电压同频率输出,且设计方案简单易行,具有实际应用价值。     

基于模糊控制的并网逆变器的研究

并网逆变器采用LCL滤波器可有效滤除高次谐波,但LCL滤波器是无阻尼三阶系统,易发生谐振.采用无源阻尼方式来抑制谐振,并介绍了其原理及各参数的选取原则.采用并网电流与电容电流的双闭环控制策略,提出了以模糊PID双闭环控制技术控制并网电流,并进行了仿真研究.采用DSP作为控制芯片,设计了完整的主电路系统和驱动电路来进行实验验证.实验结果表明,该方法明显降低了并网电流的总谐波畸变率,避免了进网电流谐振,实现了进网电流的高功率因数.     

基于复合控制的LCL型并网逆变器研究

提出一种适用于LCL型并网逆变器含电容电流前馈和逆变输出电流反馈的控制策略,用来抑制并网逆变器LCL谐振,采用有源阻尼法比例谐振(PR)+重复控制(RC)来控制逆变输出电流从而间接控制并网电流以抑制电网电压波动,实现并网电流对电网电压的跟踪,提高功率因数。实验结果表明所提控制策略的可行性。     

基于单周期控制的LCL并网逆变器控制策略研究

采用单周期数字控制技术以提高LCL型并网逆变器对电压源侧输入扰动的抑制能力和系统的动态响应,以电容电流反馈作为内环、入网电流反馈作为外环的双闭环反馈控制为系统的主要结构。其中,单周期控制采用双极性算法,对内环输出信号进行逆变器开关管占空比的调制,内环在反馈通道使用比例控制,外环在前向通道使用比例积分控制。分析了以电容电流反馈构建的陷波器抑制LCL谐振的原理,并设计滤波器及控制器参数。通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立了LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真分析证明了该策略的可行性。     

基于LCL滤波的三相并网Z源逆变器研究

针对传统并网系统中应用的逆变器,输出电压电流的局限性、高次谐波含量大等缺点,提出将传统三相PWM并网逆变器和等效的Z源网络相结合,建立了三相Z源并网逆变器的数学模型。采用LCL滤波器对高次谐波进行滤波,LCL滤波器在低开关频率和电感较小的情况下较单电感滤波具有明显的优势。研究采用并网电流和电容电压双闭环控制策略对并网逆变器进行控制,给出了网侧电流分量的控制策略,以及外环电压设定值的约束条件。仿真结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

基于LCL滤波的光伏并网逆变器电流滞环控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,提出的光伏并网逆变器通过LCL滤波器并入电网,采用非线性的电流滞环控制策略,建立光伏模块和LCL滤波器的数学模型,将基于电导增量算法的最大功率跟踪(MPPT)控制和有源阻尼算法集成在滞环控制系统中,实现了光伏模块最大功率输出,并有效抑制了LCL滤波器的自然谐振。提出了集成统一的电流滞环控制策略。仿真结果验证了光伏模块数学模型和MPPT算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应仿真表明,集成统一的电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网的电流品质,提高系统的稳定性。     

基于LCL滤波的逆变器并网电流控制策略研究

LCL滤波器不仅电感量小,而且具有良好的高频衰减特性。但LCL滤波器为三阶系统,虽然能有效抑制并网电流中高次谐波电流,但却带来谐振问题。谐振问题对逆变器的控制策略提出较高要求。采用逆变器的逆变侧电流和并网侧电流双闭环控制方法,对基于PI调节和一种新型准PR(准比例谐振)调节的有源阻尼控制法进行建模及仿真。仿真结果表明,这种新型准PR调节的逆变侧和并网侧电流双闭环控制策略具有谐振抑制能力强、动态响应快等优点。     

LCL并网逆变器的电流双闭环控制

采用LCL滤波器作为电压型并网逆变器与电网的接口,建立LCL滤波器的数学模型,提出一种基于电网侧电流外环、逆变器侧电流内环的LCL并网逆变器控制方法。该控制方法既能有效保护功率开关,又能保证系统稳定及并网电流的单位功率因数。针对该电流双闭环控制方法,给出一种基于赫尔维茨稳定判据及李纳德-戚帕特稳定判据的内外环控制器参数设计方案。进行了LCL并网逆变器并网运行仿真与实验。仿真和实验结果验证了所提LCL并网逆变器控制方法的正确性和可行性。     

一种改进的并网光伏逆变器电流控制系统

针对传统LCL滤波的并网光伏逆变器电流控制系统控制精度差和无法抑制低次谐波问题,设计了一种改进的电流双闭环控制系统。电容电流内环采用比例控制增加系统阻尼,并网电流外环采用带有谐波补偿的准PR控制,实现对正弦参考量的无静差跟踪,同时抑制低次谐波。理论分析和仿真实验验证了控制策略的有效性。     

基于有源阻尼的并网逆变器电流内环H_∞重复控制

该文首先根据两相静止坐标系下三相LCL型并网逆变器模型无耦合的特点,建立基于两相静止坐标系的电流内环控制系统。进而对采用电容电流反馈实现有源阻尼的LCL型并网逆变器进行状态空间方程建模,在此基础上利用H∞控制理论设计满足稳定性要求的并网电流内环重复控制器,实现在控制逆变器输出电流以较小的稳态误差跟踪基波参考值的同时,抑制各整数次谐波电流输出。最后在一10k W三相LCL并网逆变器样机上实现所设计的电流内环控制器,以验证其性能。通过与传统多谐振比例谐振(proportional-resonant,PR)控制器的实际控制效果相对比,实验结果证明采用该文提出的方法设计的H∞重复控制器能明显减小并网电流谐波含量,并有良好的稳态和动态性能。     

LCL滤波并网逆变器的电流控制技术研究综述

并网逆变器是新能源发电、微电网等与大电网之间的接口电路,其进网电流质量控制是关键技术之一。LCL滤波的并网逆变器可有效地抑制进网电流中的开关频率次谐波电流,但其高阶属性导致的谐振问题易使进网电流发生振荡而控制困难,是目前各国学者广泛研究的课题。针对LCL滤波并网逆变器的电流控制技术,从滤波器谐振现象及其抑制策略、电流准确跟踪控制以及电网适应性等方面分析并评述了现有的典型控制方案。最后,指出了LCL滤波并网逆变器电流控制需要进一步研究的问题。     

逆变器侧电流反馈的LCL滤波并网逆变器参数设计

对于采用有源阻尼控制策略的LCL并网逆变器而言,逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器能稳定工作,其控制参数设计相对简单,但是进网电流易产生较大的低频谐波。从控制的角度分析了产生低频谐波电流的原因,得出电流环的控制参数、LCL滤波器参数对低频谐波电流抑制的具体作用。在此基础上,得到逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器的滤波参数和控制参数的设计方法。实验结果表明,所提出的参数设计方法正确、有效。     

一种LCL型三相并网逆变器的控制器设计方法

此处建立了LCL型三相光伏并网逆变器的数学模型,研究了基于反馈滤波电容电流内环和电网侧并网电流外环的双闭环控制策略,内环采用比例控制,外环采用比例积分控制。为提高逆变器系统的控制性能,提出了一种基于预期频率特性的双闭环控制器设计方法,能够更精确的设计控制器参数。仿真和样机实验结果均表明该控制器设计方法简单实用,可使带LCL滤波器的三相光伏并网逆变器系统稳定可靠的运行,并获得高质量的并网电流。     

基于有源阻尼的并网逆变器多谐振PR控制

由于LCL滤波器对电流高频谐波有较好的滤除效果,被越来越多地用于逆变器并网。针对LCL型并网逆变器固有的控制谐振和并网电流低频谐波含量高的问题,提出一种基于有源阻尼的多谐振比例谐振(PR)控制器,在保证稳定性的前提下,实现对输出电流中特定频率谐波的抑制。理论分析、仿真和实验结果证明所提控制算法能在保证并网逆变器稳定运行的同时,明显降低输出电流中的低频谐波含量,达到提高并网逆变器输出电流电能质量的目的。     

单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力有限。为了提高入网电流对谐波干扰的抑制能力,在分析常规电流跟踪控制策略的基础上,提出一种直接控制入网电流的单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略。分析新型谐波阻尼策略中闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计方案。通过频域分析、仿真和实验结果表明,所提新型谐波阻尼策略可有效增强入网电流对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力,实现输出高品质入网电流的控制目标。