光伏并网系统中Z源逆变器的研究

详细分析Z源逆变器的工作原理,推导其主要工作状态,对Z源逆变器的控制策略进行研究。根据光伏并网发电系统的控制要求和并网电能质量的要求,在Z源电容电压反馈环节引入模糊PI调节器,克服传统PI调节器动态性能差等缺点,通过仿真和实验证明该改进控制策略的合理性和有效性。     

光伏Z源并网逆变器的非线性无源控制研究

将无源控制(passivity-based control,PBC)这种非线性控制方法首次引入到光伏Z源并网逆变器的控制上,它无需线性化处理就能直接实现有效并网控制,且系统的控制性能优良。首先,根据光伏Z源并网逆变器的E-L(Euler-Lagrange)数学模型分析其无源性,并计算得到并网侧dq轴电流解耦的无源控制律;然后,采用注入阻尼方法对控制器进行优化设计,提高系统的动态性能,并实现对给定电压及最大功率点快速跟踪;最后,在Matlab/Simulink软件仿真和硬件样机上实验验证PBC应用到光伏Z源并网逆变器控制上的可行性和有效性,相比于传统电压矢量定向的双闭环控制策略,该系统具有调节时间和上升时间都短、动态性能好、并网功率因数高等特点。     

基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统

逆变器是光伏发电系统的重要组成部分,逆变器结构的选择与设计至关重要。文章从传统逆变器局限性入手,在重点分析了Z源逆变器的拓扑结构和工作原理基础上,提出新型Z源逆变器的拓扑结构,并设计了一种基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统。系统采用高性能DSP作为主控制芯片,研究了一种加入直通零矢量的双闭环控制方案,采用扰动观测法与最小二乘法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,使整个系统更加完善、安全。     

一种新型Z源逆变器

提出一种新型Z源逆变器。相对于传统Z源逆变器,该拓扑结构通过引入一个实现直通的IST-IGBT(isolated shoot-throuth IGBT,直通分离型全控型器件)来分离直通零矢量与传统零矢量,用耦合电感来代替传统Z源逆变器中的一个电感,且Z源阻抗网络相对于三相逆变桥的位置发生改变,此外构造电容电压环来间接控制直流链电压,保证了直流链电压的稳定。通过仿真实验可知该新型Z源逆变器比较于传统Z源逆变器可实现更高的电压增益,逆变侧输出电压波形质量更优同时不存在启动冲击电流和稳态时电容电压较低,验证所提Z源逆变器的优越性能,并且在该控制策略的作用下系统具有较好的鲁棒性。     

基于LCL滤波器的新型Z源光伏并网逆变器

研究一种新型Z源逆变器,并将其应用到光伏发电并网系统中,系统的冲击电流和Z源电容电压大大减小,能有效解决传统拓扑电路结构上的缺陷;同时在电网侧采用LCL滤波器,采用有源阻尼技术来抑制LCL滤波器的谐振,实现并网电流的快速跟踪,使光伏并网系统的可靠性大大增加,最后通过仿真和实验论证理论分析的正确性。     

准Z源软开关高增益DC-DC变换器

为使光伏系统能够稳定地输出逆变器母线所需高压直流电，需使用高增益DC-DC变换器来实现光伏组件电压等级提升，基于此设计一款准Z源软开关高增益DC-DC变换器应用于光伏系统中。在准Z源框架基础上使用有源开关管替换二极管并嵌入耦合电感和开关电容模块，可实现软开关、高电压增益以及高效率。介绍该变换器的工作原理，分析稳态下性能表现，并与同类型变换器进行比较，结合变换器的建模仿真及样机实验，验证理论分析的正确性。     

基于Zeta电路的光伏逆变器双闭环控制研究

提出一种由双向Zeta变换器组成的新型光伏逆变器。该拓扑结构简单紧凑,无需直流分裂电容,开关频率低,通过占空比的调节,能在一个功率级内产生幅值高于或低于输入直流电压的交流电压,适用于AC模块。详细分析所提逆变器的工作原理,并详细阐述电压电流双闭环控制原理。采用双闭环控制方法,在Matlab/Simulink环境下建立控制系统的仿真模型。仿真结果验证了该逆变器器的优点和双闭环控制方法的有效性。     

基于单周期Z源电容电压调节的并网电流控制策略

在分析已有并网电流幅值控制方法的基础上,结合单相Z源光伏并网逆变器的特点,提出单周期电容电压调节法来控制并网电流幅值。该方法能在一个工频周期内完成对光伏并网电流的调整,从而改善并网电流的波形质量,减小并网电流的波动。实验结果证明了该控制策略的有效性。     

光伏离网型SL-qZSI多目标优化排序模型预测控制

开关电感型准Z源逆变器能提高光伏发电系统的可靠性和能量转换效率,其有限集模型预测控制（FCS-MPC）存在多个控制变量,权重系数调整困难,提出一种基于多目标优化排序的光伏离网型开关电感型准Z源逆变器模型预测控制策略。首先根据电感电流的预测值来判断下一个控制周期的状态,若为非直通状态时,分别计算负载电流和电容电压的代价函数,并将其按照从小到大的顺序进行排序,再将这两个排序值进行相加得到排序和,最小的排序和所对应的开关状态将被应用到逆变器的下一周期的开关状态,有效消除了传统FCS-MPC策略的权重系数。仿真分析和实验结果表明,所提控制策略具有良好的稳态特性和动态特性。     

Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略

提出一种Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略。在对比直流链电压间接控制和直接控制的基础上,指出间接控制电容电压能获得比直接控制直流链电压更佳的暂态响应;用自适应模糊PI控制实现最大功率点跟踪和升压控制的解耦;对空间矢量脉冲宽度调制策略进行改进,降低开关损耗的同时最大程度地提高了Z源逆变器的升压能力;逆变器交流侧采用LCL型滤波器与电网连接,可提高入网电流的质量,采用一种基于单位延时的控制策略,可有效地抑制LCL滤波器的谐振,提出满足稳定性的LCL滤波器参数设计方法。仿真和实验结果验证综合控制策略的正确性和有效性。