弱电网下基于功率前馈的光伏并网逆变器稳定性分析

光伏并网逆变器的直流侧电压在光照强度、温度等外界环境的影响下通常是波动的,这会对弱电网下光伏并网系统的稳定性产生影响.针对这一问题,在传统控制系统中引入基于功率前馈的电压控制回路,并给出其结构和参数的设计过程.在此基础上,对光伏并网逆变器的输出阻抗进行建模,并分析不同控制器下对应的输出阻抗的频率特性,并利用奈奎斯特稳定性判据,分析弱电网下光伏并网系统的稳定性.最后,通过仿真实验验证所提出控制策略的有效性.     

基于单周期的三相并网逆变器控制策略研究

研究单周期控制及三相并网逆变电路的优化设计问题,将单周期控制方法运用到并网逆变器中,提出了一种基于单周期的逆变控制策略.分析了三相并网逆变器中开关管的动作顺序与电网电压的关系,推导出了开关管的触发脉冲与电网电压之间的逻辑关系,提高了控制性能.实验结果证明将单周期控制策略应用于三相并网逆变器中可以快速地将输出畸变电流校正为正弦电流,并实现输出电流对电网电压的跟踪,达到很好的功率因数校正效果.     

带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制研究

为了提高光伏逆变器并网电流质量,鉴于有源滤波器的控制算法,提出了一种新型的带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制策略。首先,采用锁相环分析电网电压矢量相位角,并根据光伏阵列输出的功率计算光伏并网逆变器的基波输出电流。然后,通过自校正滤波器技术提取网侧负载谐波电流。最后,根据基波输出电流与负载谐波电流确定T型三电平光伏并网逆变器的开关导通序列。为验证该控制策略,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型。仿真试验结果表明:该控制策略可有效改善网侧谐波电流,提高并网电流质量,在不增加设备的前提下实现光伏并网与有源滤波双重功能。该研究对于T型三电平逆变器在光伏并网及电能质量治理领域的推广应用具有重要价值。     

基于互感器的数字锁相环设计

针对传统锁相环精度差、速度慢等问题,利用互感器实现了一种基于预测电流无差拍方法的改进功率解耦控制的数字锁相环,很好地解决三相逆变器在并网运行时锁相问题。仿真分析和实验结果表明,该数字锁相环在电网频率发生变化时,能快速准确跟踪上电网电压相位,证实此方法在逆变器并网锁相时具有良好的效果。     

三相并网逆变器坐标基准选取

通过逆变器接入电网的可再生能源发电系统中,锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)是逆变器控制策略重要组成部分,它实现逆变器与电网同步。三相并网逆变器系统中一般采用基于dq坐标系的锁相环模型。以基于对称分量法、双同步坐标系解耦以及双二阶广义积分器的闭环锁相环为研究对象,阐述工作原理并应用Matlab2018b/Simulink搭建仿真模型,研究比较了电网电压异常状态下的锁相能力。仿真结果表明,基于二阶广义积分器的锁相环在电网电压各种异常情况下,均能实现快速精准锁相。     

不平衡电网下光伏逆变器的控制策略研究

针对不平衡电网下常规光伏逆变器的并网电流三相不对称及谐波含量大增的问题,研究了相应的控制策略。首先,从获取电压相位出发,设计了基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的不平衡锁相环,以快速、准确地锁定电网正序分量的幅值和相位,并通过实验加以验证;其次,将抑制网侧负序电流作为控制目标,设计了基于电网负序电压前馈的不平衡电网下光伏逆变器的控制策略,且为减弱直流侧电压波动对并网电流的影响,在电压外环控制器后引入了二倍频陷波器。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建出光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明了本文理论研究的正确性。     

改进电流型三相并网逆变器控制建模和仿真

研究改善传统三相并网逆变系统并网功率不易控制的问题,针对电网稳定控制供电,为了提高并网动特性,提出了一种基于正弦波脉宽调制与电流控制相结合的新型控制方案.对三相逆变器的输出参数应用PARK变换,并采取双电流环PI加前馈控制策略,实现了对电流的有功分量与无功分量对并网逆变器系统输出性能的控制.在Simulink环境下建立了系统的仿真模型,仿真结果表明,改进型的电流控制方法可以有效控制并网系统的有功与无功功率,谐波畸变小,是一种有较强应用价值的三相逆变器控制方案,为设计提供了科学依据.     

非理想电网下多电平并网逆变器控制仿真

在非理想状态下，多电平并网逆变器正负序电压影响，控制精确度下降，提出非理想电网下多电平并网逆变器控制研究。在非理想电网情况下，构建3L-ANPC光伏并网逆变器数学模型，计算三相电网电压、电流、正序分量、负序分量、谐波分量等，通过对称分量法分离正负序电压，通过锁相环定向正负序分量，利用派克变换锁相三相电流电压，实现多电平并网逆变器控制。实验使用Matlab仿真软件构建3L-ANPC光伏并网逆变器仿真模型，实验结果表明：可有效控制交流侧a相电压在-50-50V范围、电流在-1～1A之间，抑制谐波能力较好；在电压出现波动时受影响较小，上述方法可维持电压稳定输出；可显著抑制有功功率和无功功率波动。     

三相光伏逆变器并网时故障状态仿真分析

当光伏发电系统在并网点处发生故障时,会对光伏微网内部的电能质量包括电流、电压和相位产生严重的影响,采取合适的控制策略使光伏逆变器恢复并网点电能质量是目前的研究热点和难点之一.在Matlab/Simulinkh建立光伏发电系统并网运行时故障仿真模型,对单相接地故障、两相接地故障、断路器单相重合闸故障以及三相重合闸故障进行仿真.以分布式光伏并网逆变器电路的拓扑结构为基础,三相光伏逆变器利用软件锁相环技术为坐标系变换提供相位支撑,PQ控制策略采用功率和电流的双闭环控制.当故障排除后,通过三相光伏逆变器的调节控制作用,使得光伏微网内部的电能质量能在很短的时间内恢复到正常值,锁相准确,谐波小,对稳定电能质量具有良好效果.     

一种光伏并网逆变器的数字化同步控制方法

介绍了一种光伏并网逆变器的结构及原理,研究了一种光伏逆变器与市电并网发电的数字化同步控制方法;该方法基于DSP处理器,采用数字锁相环架构,通过改进的数字化预测控制,实现光伏并网逆变器输出电流与电网相位、频率的同步;使用Simu-link/MATLAB仿真,并研制3kW样机进行实验,仿真及样机测试结果表明:该数字化同步控制方法性能优异,在光伏并网发电领域有较好的应用前景。     

光伏并网发电系统软件锁相技术的研究

光伏并网发电系统是利用太阳能的主要技术之一,并网逆变器是实现其与电网连接的核心部分。为使光伏并网逆变器逆变输出电流能够更好地跟踪电网电压基波,完成同步锁相功能,本文以1kW单相光伏并网逆变器为研究平台,阐述光伏并网逆变器的工作原理和系统结构,分析并网逆变器的并网控制技术,提出一种基于坐标变换的双park鉴相器的软件锁相技术,最后通过Matlab仿真验证该方法的可行性。     

The Resonance Suppression for Parallel Photovoltaic Grid-connected Inverters in Weak Grid

Obvious resonance peak will be generated when parallel photovoltaic grid-connected inverters are connected to the weak grid with high grid impedance, which seriously affects the stability of grid-connected operation of the photovoltaic system. To overcome the problems mentioned above, the mathematical model of the parallel photovoltaic inverters is established. Several factors including the impact of the reference current of the grid-connected inverter, the grid voltage interference and the current disturbance between the photovoltaic inverters in parallel with the grid-connected inverters are analyzed. The grid impedance and the LCL filter of the photovoltaic inverter system are found to be the key elements which lead to existence of resonance peak. This paper presents the branch voltage and current double feedback suppression method under the premise of not changing the topological structure of the photovoltaic inverter, which effectively handles the resonance peak, weakens the harmonic content of the grid current of the photovoltaic grid-connected inverter and the voltage at the point of common coupling, and improves the stability of the parallel operation of the photovoltaic grid-connected inverters in weak grid. At last, the simulation model is established to verify the reliability of this suppression method.     

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

基于模糊控制MPPT的单相光伏并网发电系统

采用模糊控制算法实现光伏阵列最大功率点跟踪,利用软件锁相技术完成逆变器输出电流与电网电压的频率和相位同步。实验结果表明,该系统的设计能满足并网要求,而且模糊控制可有效消除最大功率点振荡现象。     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。     

具有惯量特性的并网逆变器黑箱模型辨识

针对具有惯量特性的并网逆变器,提出了一种统一虚拟同步发电机(VSG)模型和基于智能算法的惯量阻尼参数辨识方法,实现了对未知模型的商业化并网逆变器装置的数学建模和惯量评估.基于将具有惯量特性的并网逆变器装置等值为一台VSG的思想,总结了现有各种VSG的实现方法,归纳出一种包含锁相环和动稳态阻尼特性的统一VSG模型;利用遗传算法实现了统一VSG模型惯量和阻尼参数的准确辨识,但锁相环的控制参数却无法准确辨识,为此,从系统闭环极点的角度详细分析了锁相环参数辨识的准确性与其带宽之间的关系,并提出了选取高带宽锁相环的统一 VSG模型进行并网逆变器等值惯量和阻尼辨识的解决方案.最后,通过MATLAB/simulink仿真验证了所提模型辨识方法在多种不同VSG控制策略下的适用性和有效性.     

基于改进型二阶广义积分器的单相锁相环设计

针对传统基于二阶广义积分器的锁相环(SOGI-PLL)存在谐波抑制能力差、抗直流干扰能力不强的问题,提出了一种基于改进型SOGI的新型锁相环结构。该结构将两个SOGI模块串联,可以很好地消除电网存在的谐波分量以及直流干扰。针对传统的锁相环结构在面临电网频率波动时,无法对其进行自适应跟踪这一不足,采用了过零检测的方法来获得电网的实时频率,并将其直接馈送至改进的SOGI结构的谐振频率处,有效地提高了锁相环的频率自适应能力。仿真和试验结果均表明,所设计的改进型二阶广义积分器的锁相环具有锁相精度高、动态性能好的优点,对单相光伏并网技术的实现具有很好的参考价值。     

基于DSP2812的全新数字锁相环

鉴于能量回馈控制系统要求回馈电流与电网电压严格同频同相,结合锁相环原理,提出了一种基于DSP TMS320F2812的高精度数字锁相控制方案.利用DSP内部的捕获单元、通用定时器和比较单元,方便地实现了对电网电压和回馈电流的信号捕获,从而达到调频调相的目的,达到并网条件.实验表明,此方法精度高,锁相速度快,保证了并网系...     

新型MPPT算法在光伏并网系统中的应用

光伏并网系统在天气急剧变化时,采用传统的最大功率跟踪算法会产生较大误判,不仅造成电池板功率的损失,而且还会导致并网电流的畸变。针对这一问题,对传统扰动观察法进行了改进,提出了一种新型MPPT算法,有效地防止了功率误判。将此新型算法配合电压电流双环控制应用于光伏并网系统。从仿真结果看到,在光照突变和电网电压扰动时,并网电流均能够快速跟踪电网电压的相位和频率。表明了新型算法的正确性和有效性。