三电平并网逆变器的改进型有限集模型预测控制

传统的基于Lyapunov定律的有限集模型预测控制（FCSMPC）在参数不匹配时,会导致其控制方法的鲁棒性较差,严重时甚至会导致系统不稳定。针对上述问题,该文从理论上详细分析了传统的基于Lyapunov定律的有限集模型预测控制的参数鲁棒性问题,并通过引入Luenberger观测器来估算由参数不匹配引起的干扰,然后将干扰补偿到基于Lyapunov定律有限集模型预测控制中,提高了控制系统的鲁棒性和稳定性。此外,该文还考虑了有限集模型预测控制中的延迟补偿问题以及低开关频率问题。利用DSP-TMS320f28377软件在三电平并网逆变器实验平台上实现了所提出的控制方案,实验证实了所提出方法的有效性。     

基于PIR的并网逆变器低频次谐波抑制策略研究

针对电网电压畸变造成并网电流低频次谐波含量较高的问题,提出一种基于比例积分-准谐振（PIR）与电流谐波检测环相结合和控制策略抑制电流谐波。首先分析并网逆变器原理,建立电流内环数学模型。基于内模原理,引入电网电压全前馈消除电网电压对网侧电流和影响,其次分析电流谐波检测与抑制原理,采用电流特定次谐波检测环对逆变器侧电流提取谐波分量,并采用闭环控制抑制电流谐波,利用伯德图对准谐振控制器参数进行设定。最后建立Matlab/Simulink仿真模型并搭建dSPACE-DS1104半实物仿真平台,分析仿真与实验结果来验证所提控制策略和有效性与可行性。     

基于有限控制集模型预测的逆变器控制算法

有限控制集模型预测控制是一种变流器优化控制算法,具有动态响应快、无须解耦运算和安装PWM调制器等优点,被广泛应用于光伏并网逆变器。该算法在一个控制周期内须对逆变器多个开关状态的电流、电压预测值和优化目标函数进行计算,导致处理时间较长。文章提出一种简化的基于有限控制集模型预测的光伏逆变器控制算法,将优化目标函数的电流矢量等效替换为电压矢量。由于目标函数电压矢量的测量和计算比电流矢量更方便,该简化的控制算法可有效提高系统的响应速度。仿真及实验结果表明,该简化的控制算法能有效改善光伏逆变器的动态性能。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

新能源并网三电平逆变器并联系统中点电位平衡及环流抑制

虽然三电平并网逆变器并联系统可以提高功率等级,但存在中点电位不平衡及零序环流问题。文章在分析中点电位波动及零序环流产生机理的基础上,提出了基于双调制波载波脉宽调制(DWMPWM)配合零序环流控制器的综合调制算法。通过PI闭环控制零序环流,将所得到的偏置量注入到调制波之中,并将每相调制波进行正负分解得到两组调制波,增加了零状态占空比的调节自由度,解决了零序环流问题和高调制度及任意功率因数范围内的中点电位不平衡问题;无须进行空间矢量调制(SVPWM)的复杂矢量计算,算法更为简单。在Simulink和RTDS中分别搭建了仿真模型,仿真结果表明,采取双调制波载波配合环流控制器综合调制算法,可以快速地使中点电位趋于平衡,有效抑制零序环流。文章所提算法可用于解决高电压、大功率新能源并网三电平逆变器并联系统中点电位平衡问题及零序环流问题。     

基于附加电流控制的并网逆变器输出谐波抑制策略

针对并网逆变器（VSC）在间谐波电压下的谐波电流问题,提出一种基于附加电流控制的VSC输出谐波抑制策略。首先,建立VSC在电网电压畸变工况下的数学模型;然后,在传统矢量控制的基础上附加谐波电流反馈控制环路,形成基于附加电流控制的输出谐波抑制策略;最后,设计附加电流控制器的型式和参数,并基于VSC样机进行测试验证。实例分析表明,所提VSC控制策略可提升VSC入网电流对电网电压畸变的抗扰能力,同时抑制VSC整数次谐波和间谐波电流。     

谐波电网下并网逆变器多次采样的改进功率控制

为提高并网逆变器在谐波电网电压下的适应能力,改善系统输出电能质量,文章提出了多次采样的改进功率控制策略。该策略在传统直接功率控制基础上,引入谐振控制器,通过选择电流或功率反馈信号,实现了三相并网电流正弦性和输出有功功率、无功功率平稳无波动。同时,在改进功率控制基础上引入多次采样策略,解决了由脉宽调制(PWM)并网逆变器DSP数字控制过程中的延时,而导致谐振控制器实际谐振频率与设定频率偏离的问题,改善两种控制目标下的谐波抑制效果。在Simulink中搭建并网逆变器系统模型进行仿真,验证了所提出策略的有效性。     

风电系统改进T型逆变器并网优化模型预测控制

将采用一种新型变换器结构用于直驱风力发电系统中,即Boost三电平变换器(简称Boost-TL变换器)和改进T型三电平逆变器级联的并网拓扑结构。改进T型三电平拓扑比传统T型三电平结构能明显减小零状态下的传导损耗。提出一种简单易行的基于空间电压矢量的开关状态预测控制优化方法,该方法加入延时补偿并且精减模型预测控制的冗长计算量。仿真和实验结果表明,在所提出的拓扑结构基础上,采用该优化算法能使系统鲁棒性增强、动态响应快、运行范围宽、稳定性提高。     

基于自适应模型预测算法的光伏并网逆变器无功电压控制策略研究

分布式光伏电源接入电网会引起并网点电压升高,传统无功电压控制方法控制精度低、响应时间长.文章将模型预测控制算法引入到无功电压控制算法中,并加入参数自适应环节,形成自适应模型预测算法.该算法可以很好地适应光伏逆变器,详细阐述了基于自适应模型预测算法的无功电压控制策略实现过程,并给出主要参数的计算方法.通过仿真和实验,验证...     

基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制研究

针对常规LCL型并网逆变器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）参数鲁棒性差的问题,提出一种基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制方法。首先,分析了参数变化对常规LCL型并网逆变器电网电流预测控制的影响;然后,根据超局部建模理论建立LCL型并网逆变器的一阶超局部模型,使用滑模观测器对系统的集总扰动进行估计,提高系统控制的动态性能,实现并网电流的鲁棒预测控制;最后,通过搭建Typhoon602+仿真器和PE-Expert4控制器实验平台验证了所提方法的有效性。     

基于双序前馈解耦的光伏逆变器并网控制策略

为了消除三相不平衡LCL型光伏并网逆变器在同步旋转坐标下耦合项对电流控制性能的影响,该文提出适用于逆变侧电流反馈的双序前馈解耦的方法.通过双旋转剔除耦合项中负序直流量,使用正序直流量进行前馈解耦,实现电网电压和变换耦合项对控制环路的零干扰.在PI控制的基础上加入重复控制,抑制死区效应,降低并网电流谐波含量.通过仿真和实...     

基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制策略

为了提高惯性和促进电网恢复,提出一种基于LCL型并网逆变器的虚拟同步发电机模型预测控制（MPC-VSG）策略。该方法在模型预测控制（MPC）中引入虚拟同步发电机（VSG）控制输出电流内环的参考值,使内环电流参考值可随电网电压和频率变化。基于Matlab搭建仿真模型,和MPC控制方法相对比和分析。仿真结果表明：当逆变器输出功率发生变化时,采用VSG的模型预测控制可增加电网的惯性和稳定性,改善系统暂态过程。     

基于DSP控制的光伏并网逆变器最大功率的跟踪问题

在对太阳电池的等效电路及特性曲线分析的基础上．提出了最大功率点的跟踪（MPPT）方法，设计了一套基于DSP（TMS320F240）控制能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器，通过实际测试发现原有逆变器设计在跟踪最大功率点时存在运行不稳定的问题，经过分析提出了改进方案，实验证明改进后的逆变器运行更加稳定。     

基于正反馈频率漂移的光伏并网逆变器反孤岛控制

结合光伏并网逆变器的并网控制过程提出了一种正反馈频率漂移反孤岛检测方法，并详细介绍了该方法的原理和实现过程，然后按照IEEE Std．20130-929标准中规定的测试电路对并网逆变器的反孤岛控制能力进行了测试，测试结果表明该方法是可行的并且达到了IEEE Std．2000-929标准的规定。     

太阳能逆变器的消谐控制方法研究

为了降低逆变器的谐波，减小开关频率，以便减小开关损耗，提高逆变器效率，该文提出了在太阳能逆变器中采用消谐PWM控制策略，并分析了消谐控制逆变器的设计原理、控制系统结构、输出电压的闭环控制方法等，讨论了数字控制技术的分辨率对输出谐波大小的影响。分析和试验表明：对于类似于太阳能逆变器这种电压和频率变化不大的场合，采用消谐控制具有开关频率低、开关损耗小、输出谐波小、滤波器参数和体积小、易于实现闭环控制等优点，是一种极具潜力的控制策略。     

基于反馈线性化的无刷双馈电机模型预测控制策略

提出一种无刷双馈电机(BDFM)基于反馈线性化的模型预测控制策略。基于BDFM状态空间方程,在控制电机磁场定向同步坐标系下,采用输入输出反馈线性化将BDFM转化为线性系统并证明系统稳定性,以此为基础计算系统预测值,根据BDFM离散预测模型,设计模型预测控制器,实现电磁转矩和控制侧电机磁链的独立控制。仿真试验结果证明该控制器具有优良的控制性能,能够实现平滑控制和系统解耦。     

LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为（0,0.477f3）。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。