准PR调节下单相光伏并网逆变器的非线性研究

调节下单相LCL型光伏并网逆变器为研究对象,利用频闪映射法推导系统的离散迭代模型。通过分岔图和Matlab/Simulink仿真描述系统随电路参数变化由稳定到混沌状态的演变过程。采用雅可比矩阵法对系统的稳定性进行理论分析,得到系统在双分岔参数以及三分岔参数下的稳定工作域,并根据不同参数下的雅可比矩阵特征值确定系统的分岔类型以及失稳后的振荡频率。最后通过物理实验得到并网电流的实时波形,进一步验证了理论分析的正确性。     

参数不确定并网逆变器的H_∞控制算法

针对并网逆变器中的电容和电感元件存在参数不确定性及直流输入电压变化且有噪声干扰的问题,研究了提高逆变器并网电流质量的H_∞控制算法。首先通过一阶泰勒近似的方法建立LCL型并网逆变器的参数不确定模型;其次选取低通滤波器作为性能加权函数以减小输出误差,构建包含并网逆变器参数不确定模型和性能加权函数的增广控制系统;最后求解出最优H_∞控制器。仿真试验表明,该控制输出的并网电流在扰动条件下仍能够稳定,且响应速度快、谐波少,与电网电压同频同相,符合并网的要求。     

变占空比三态Boost功率因数校正电路研究

为提高新能源并网等系统中变换器的功率因数,该文提出三态Boost变换器的变占空比控方案。通过分析电感电流参考值,推导出开关管的占空比表达式;根据输出电容上的二次谐波电压得到电压的纹波大小。相比于传统的定占空比控制方法,变占空比控制能够在较宽的输入电压范围内实时调整占空比,使电流跟踪电压变化,从而提高功率因数,降低输出电压纹波且不随输入电压变化。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性以及控制的有效性。     

含风电场电力系统电压稳定分岔及控制研究

针对一个含异步发电机风电场的3节点系统推导出ODE数学模型,运用数值分岔分析软件MAT-CONT分别进行了以风电场注入机械功率为单参数以及以负荷有功需求和风电场注入机械功率为双参数的分岔研究。分岔分析结果表明,含风电场电力系统在重载运行时,鞍结分岔点处的风电场注入功率较小,即系统承受风力变化和维持电压稳定的能力较弱。为延迟电力系统在重载运行时鞍结分岔的发生,用STATCOM替代并联电容器组进行异步发电机机端无功补偿。单、双参数分岔分析结果表明,STATCOM可有效延迟电力系统重载运行时鞍结分岔点的出现,从而使风电场承受风力变化的范围扩大,提高了电力系统的电压稳定性;通过设置合理的STATCOM增益值,可获得对鞍结分岔理想的控制效果。     

基于动态模型的风电系统多参数静分岔分析

为了揭示风电系统中众多参数共同作用下影响系统电压稳定性的分岔机理,基于其动态模型,以风电注入有功功率P1、SVC参数(Kr、Vref)和常规电力系统等值机励磁参数(KA、Uref)为分岔控制参数,运用多参数静分岔分析方法,计算得到鞍结分岔(SNB)的二维分岔边界以及分岔超曲面,最后对风电系统电压稳定性的多参数静分岔进行了分析。分析结果表明:增大SVC参数(Kr、Vref)和电力系统等值机励磁参数(KA、Uref)均能增加风电注入有功功率(P1)极限;相比AVR而言,SVC参数的作用更明显;若SVC放大倍数Kr和AVR参考电压Uref共同作用,则较其中单个参数作用更能增加风电注入有功功率(P1)极限。     

基于LC滤波的光伏逆变器电感电流反馈控制策略研究

针对光伏并网逆变器的特点,基于电感电流反馈控制的光伏并网逆变器,提出了参考电流相位超前的电流内环控制策略。通过分析单相并网逆变器结构,推导了LC滤波器上电压电流矢量关系。加入电网电压瞬时值前馈解耦控制,研究了比例调节和准比例谐振调节两种策略下参考电流与输出电流的关联。基于一台3 kW逆变器为实验平台的理论分析和实验结果表明,采用该策略的逆变器并网电流时刻跟踪电网电压频率和相位,功率因数为1,并网电流谐波失真度低于3%。     

基于双闭环策略的光伏并网逆变器鲁棒H_∞控制

光伏并网系统中,为了抑制逆变器参数不确定和外界干扰对输出电能的影响,提出了鲁棒双闭环控制策略。首先设计电压环线性化自抗扰鲁棒控制器,以稳定直流侧母线电压;其次建立系统电流环的广义参数不确定模型,并利用LMI设计了电流环鲁棒H∞控制器,实现对逆变器有功电流和无功电流的精确控制。通过仿真与传统PI控制方法进行比较,验证了该控制策略可以有效地消除模型不确定因素和外界扰动对系统输出性能的影响,增强光伏并网系统的鲁棒稳定性。     

弱电网下并网逆变器电容电压前馈控制策略

针对LCL型并网逆变器接入弱电网后稳定裕度下降和谐波含量超标的问题,建立三相LCL型并网逆变器系统的数学模型。首先分析电网阻抗的宽范围变化对系统稳定性的影响,构建基于逆变侧电流反馈控制系统的电容电压前馈控制策略。其次,以传感器数量最小化为原则,对电容电压有源阻尼的参数进行设计以及在前馈补偿环节叠加滤波器进行优化设计,以保证并网逆变器在弱电网下始终具有足够的稳定裕度。最后,搭建并网逆变器仿真模型和实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于参数优化LCL滤波器的直驱式PMSG并网控制

风力发电系统其输出功率具有波动性、因此造成电压闪变以及对电网注入谐波污染,文章对风机逆变器侧添加滤波器进行并网控制,采用整流侧电压为外环控制结构,内环为电容电流反馈的控制策略实现系统的有源阻尼控制,且引入恒直流电压调节逆变功率同时对LCL滤波器的总电感量参数进行最小化优化。最后通过直驱式永磁同步发电机三相并网侧的谐波电流进行了算例仿真,验证了所提方案的正确性和优化的有效性。     

基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变控制器设计

详细叙述了基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变器的电流双环控制策略,并对其稳定性进行了分析。为了减少电网电压波动对并网电流的影响,在控制系统中增加了电网电压前馈控制,并对电压前馈控制器进行了设计。此外,设计了电流内外环控制器的参数,通过仿真对控制系统的性能进行了验证。结果表明,设计的控制器能够有效减小入网电流的总谐波失真(THD),使并网逆变器稳定工作。     

基于BOOST变换器的小型风力机并网逆变控制系统设计

概述了基于BOOST变换器的小型风力机并网逆变控制系统设计方案。系统由一个H桥并网逆变器和一个BOOST升压斩波电路组成。对并网逆变器采用电流内环和电压外环双环控制,以取得网侧电流的快速跟随性和直流侧电压的抗扰性;对BOOST斩波电路进行功率控制,实现风力发电机的最大功率跟踪。系统采用了根轨迹图解法进行控制器参数设计,并取得了较好的动态控制性能。最后,以1.5kW并网逆变器的试验结果验证了设计的正确性。     

三相PWM整流器电流解耦双闭环控制算法研究

基于传统的d-q同步旋转坐标系的电压—电流双闭环控制策略往往忽略电流前向通路的耦合,或在设计解耦控制时使用固定的电感参数,且未考虑电压外环网络的非线性特征,控制性能并不理想。为此,在分析已有控制策略的基础上,基于同步旋转d-q坐标系,借鉴矢量合成的思路,推导和设计了无须电感参数的电流解耦控制网络,从而使电流解耦控制不再依赖于精确的电感参数,排除电感温升和饱和造成其参数变化导致的解耦网络无法正常工作的不利影响,电压外环以输出电压平方量为被控对象,以改善PI控制器的控制效果。据此搭建了仿真和试验平台,通过仿真和试验结果可知所提方法比传统方法有更好的动态性能,并且电感参数变化时不会对解耦网络的正常工作造成影响。因此,在控制性能上所提方法比传统方法有很大改进。     

一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略

文章提出了一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略。外环为直流电压环,维持直流母线电压恒定,并始终跟随参考值;内环采用电感电流实时反馈与电网电压前馈补偿的复合控制方式,抑制电网电压波动对系统带来的扰动,实现光伏逆变器的并网功率控制。以两级式并网光伏发电系统为控制对象,验证所提出控制策略的正确性与有效性。实验结果表明,当外界光照条件发生变化时,系统具有良好的动态性能。     

基于长传输线的并网系统谐波谐振抑制策略研究

在基于长传输线的光伏并网系统中,传输线中存在的寄生电感和电容会导致光伏并网系统出现多个谐振点以及线路末端公共连接点(point of common coupling,PCC)电压升高的问题。同时,当电网电压中存在背景谐波电压时,背景谐波的传播放大和逆变器谐振交互会导致并网电压电流波形畸变更加严重。为解决上述问题,该文提出一种复阻抗型有源阻尼器(complex-impedance active damper,CI-AD)与无源网络结合的控制策略,从串并联谐振机理的角度分析谐波阻抗特性曲线选取合适的电压电流增益,可同时抑制背景谐波传播放大和并网系统谐振,并且降低PCC电压,改善入网电流质量。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

基于补偿前馈电压控制的三电平逆变器研究

考虑到光伏并网逆变后存留的高频谐波对LCL滤波中参数固定的电容及电感产生谐振作用,该文引入三电平逆变器,一方面可在输出端保证谐波含量低、电压的波形更加接近正弦波以降低滤波器中电容和电感串联谐振的可能,另一方面也为可在电流进入电容前而对系统做出相应的动作。该文比较传统电流内环控制策略,改进电压前馈的控制策略,提取逆变器输出端输出的电流对电压进行补偿,通过设计滤波器参数搭建模型及进行仿真得到结果表明其有效的抑制谐振,并可同时提高电网电流和电压的稳定性,有效地抑制电网电压谐波对网侧电流的影响。     

并网光伏电站汇流箱组串电流的节能控制

并网光伏电站汇流箱组串电流节能控制过程中,采样和计算存在一定的误差,传统的节能控制过程,汇流箱输出电压不准确,实际输出汇流箱组串电流无法准确跟踪指令电流的变化,不能有效实现节能控制。提出一适用于并网光伏电站汇流箱组串电流节能控制方法,将并网光伏电站汇流箱组串指令电流转换成指令电压,并将其当成SPWM的调制波。在输出指令电压中加入一个前馈电压,使得并网光伏电站汇流箱电感两端的电压差含有一个基波分量,依据并网光伏电站汇流箱组串电流控制结果获得隐含层全部节点的正定矩阵,通过cholesky对隐含层的输出矩阵进行分解,基于分解结果获取并网光伏电站汇流箱组串电流节能控制效果最优解。仿真实验结果表明,所提方法在组串电流控制精度和节能方面均具有较好的工作性能。     

基于Matlab/Simulink的两级式光伏并网系统仿真分析

研究一种单相光伏并网发电控制仿真系统。利用Matlab2008b/Simulink,采用boost电路和逆变电路两级式结构,其中采用电导增量法的最大功率跟踪功能在boost电路中实现,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流电压参数在逆变电路中通过PI调节实现。通过光伏阵列通用模型验证最大功率跟踪模块的正确性,通过并网实验验证并网跟踪性能。基本实现了光伏阵列最大功率点的快速、准确跟踪功能和逆变输出电流电压与电网电压的同频同相,保证了输出电流为正弦波形且纹波较少,能够快速跟踪电网电压的变化。证明此系统在实际中是可行的。     

计及风速波动和励磁调节的前端调速式风电机组并网电压稳定性分岔分析

为研究风速波动和励磁调节作用对含前端调速式风电机组电力系统电压稳定性和平衡解数目的影响。首先建立表征机组动态特性的微分代数方程组,在3节点系统下采用分岔理论分析风速波动、风速扰动时刻及励磁电压对机组并网电压稳定性的影响。在此基础上,研究励磁调节作用下节点电压随风速变化的情况。研究表明:系统平衡解数目和节点电压会随风速波动和励磁调节作用发生改变;风速波动较大时,通过增大励磁电压,可提高系统的电压稳定裕度和承载无功的能力,并保证机组在高风速下稳定运行,从而为前端调速式风电机组的稳定运行控制提供理论基础。     

并网矩阵变换器网侧谐波及稳定性分析

针对并网矩阵变换器PWM信号开关频率较低,输出电流中谐波含量较大的状况,在并网变换器中采用T型滤波器取代典型的电感滤波器以抑制谐波电流;然后对T型滤波器系统的稳定性进行了分析,提出采用电网电流和滤波电容电流双闭环控制策略来实现系统的稳定运行。最后通过仿真实验证明,采用该控制策略不仅能保证系统的稳定运行,而且还具有较好的正弦输出电流波形和较小的谐波含量。     

并网型中压变流器滤波电路设计

在分析二极管箝位三电平变流器输出电压频谱基础上,将电力系统中常用的2阶高通滤波器引入到并网型中压变流器中构建新型滤波器,并对滤波器相关的电容、电感、电阻参数进行设计,最后通过仿真与试验对设计进行验证。结果表明,所设计新型滤波器可较好地滤除中压变流器开关频率相关的电流谐波,满足国家标准对风力机并网谐波电流要求。