双陷波开关频率滤波器LCLDT的设计

传统LCL滤波器及其改进拓扑无法保证在PWM变换器输出的不同频段均具有良好的滤波特性。针对此问题本文提出一种应用于有源滤波器的双陷波开关频率滤波器LCLDT,其兼具LCL滤波器、LLCL滤波器、多调谐陷波滤波器等优点。文中给出了LCLDT滤波器的参数优化设计方法,为其实际工程应用提供理论指导。对各个滤波器在相同背景和成本情况下进行对比研究;仿真和实验验证所提出的LCLDT滤波器的滤波特性优于相关高阶滤波器,能满足电网谐波标准对高次谐波的要求。     

基于LCL滤波器的并网逆变器控制策略研究

针对基于LCL滤波器的三相并网逆变系统,首先给出了三相并网逆变器的数学模型,同时分析了LCL滤波器参数设计的限制条件以及步骤,然后在分析传统电容电流反馈有源阻尼法的基础上,以进一步减少系统传感器为目的,提出了一种并网电流反馈及电网电压前馈的控制策略。最后,为了验证提出的控制策略的有效性和可行性,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型并进行仿真,仿真结果表明:该控制策略不仅可以使系统获得高质量的并网电流,并且能减少传感器的数量,节约了系统成本。     

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。     

基于Park变换的单相光伏并网控制研究

近年来,LCL滤波器由于体积小、滤波效果好等优点在光伏并网系统中获得了广泛应用。采用并网电流、电容电流双闭环控制能够有效抑制LCL滤波器振荡,提高并网系统稳定性,但传统PI控制无法实现对交流并网电流的无静差跟踪。因此,提出了一种基于Park变换的双电流闭环控制策略,它能够大大提高并网功率因数,减小入网电流的总谐波失真(THD)。该方法首先通过构造虚拟正交电流分量,将单相并网电流虚拟为α-β坐标系下两相正交电流,然后基于Park变换,在旋转坐标系下进行PI控制,从而实现无静差控制。最后,通过Matlab仿真验证了这种控制策略的正确性和有效性。     

基于双电流环控制的并网逆变器设计

LCL滤波器可以有效抑制高次谐波,然而LCL滤波器的使用增加了系统阶数,对系统控制策略提出了更高的要求。为此,采用一种基于极点配置的电流双环控制策略,以DSP作为主控制器,充分利用DSP控制器的CLA、高精度PWM和AD等模块,使其硬件电路大大简化。最后,通过极点配置的方法选定控制参数,整个系统操作简单、控制灵活、功能强大,实现了节能降耗和精密制动。     

Robust pole location with experimental validation for three-phase grid-connected converters

This paper provides design and experimental validation of robust current controllers for three-phase grid-connected converters. The main objectives here are: (i) to show that a simple polytopic model can be used for designing robust controllers for predominately inductive grids; (ii) to help in the choice of the control design parameter, based on a trade-off between an upper bound of the transient settling times and the control gain sizes. Linear matrix inequality based conditions are used to design the robust control gains with lower numerical complexity than similar conditions on literature. It is shown that small values the radius of pole location lead to better bounds for the transient responses, at the price of higher control gains. Good tracking of references for the grid currents is also illustrated in practice, allowing the closed-loop system to inject active and reactive power into the grid. Simulation and experimental results prove that the system connected to the grid can provide three-phase currents complying with requirements of an important international standard.     

增强型SVG多机并联谐振机理与抑制方法研究

增强型静止无功发生器(ASVG)由于同时具有补偿无功与改善波形的作用,得到了广泛应用。由于增强型SVG的核心部分为开关电路,因此其输出存在开关次谐波,为了抑制这一谐波,增强型SVG的出口通常都接有LCL型滤波器。单台SVG并网时,通过事先整定相关参数,能够较好地实现无功补偿与改善波形的功能。但实际系统中,通常会有两台甚至更多SVG并列运行,此时由于LCL型滤波器与电网自身的电气特性,系统中可能会出现谐振,从而对系统的稳定性带来不利影响,此时依靠参数整定难以进行有效处理。本文通过研究等效电路与仿真,分析了增强型SVG在并列运行时的谐振机理,并提出了一种谐振抑制协调控制方案。     

基于相位补偿和虚拟阻抗优化的LCL型并网变流器改进控制

LCL型并网变流器常采用同步旋转坐标系下基于变流器侧电感电流的并网控制,但LCL型滤波器和数字延迟的dq轴模型均存在轴间耦合,制约了并网性能,且随着开关频率降低,性能恶化更为明显。针对该问题,文中在建立LCL型并网变流器复矢量模型的基础上,对并网变流器耦合特性和传统解耦方案进行分析。针对现有方案的不足,提出了一种基于相位补偿和虚拟阻抗优化的LCL型并网变流器改进控制策略,通过零极点图详细分析了虚拟阻抗对系统耦合程度及系统阻尼特性的影响,进而给出了确定3个参数优化值的方法。最后,仿真和实验结果表明,与现有方案相比,所提策略能够实现对系统耦合程度及阻尼特性的独立控制,有效实现解耦并改善系统动态性能。     

低开关频率对并网逆变器控制环节的影响及补偿方法

为了防止大功率并网逆变器网侧LCL滤波器所导致的谐振问题,通常采用无源阻尼方法进行谐振抑制。但是传统的无源阻尼方法未考虑数字延时对系统稳定性的影响,通过在离散域和连续域建模结合奈奎斯特稳定判据分析,得出采用准比例-谐振(QPR)控制时,低开关频率下的数字延时角会导致无源阻尼方法在谐振频率附近出现负穿越。这个特性会导致电流环不能稳定运行,并进一步得出QPR控制下的无源阻尼系统稳定性不受电网阻抗变化的影响。为了保证低开关频率下电流环的稳定性,提出采用具有低通特性的超前环节补偿QPR控制器谐振频率相位滞后的方法,给出了超前补偿的设计步骤。最后,仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。