负序电压前馈补偿的三相光伏逆变器不平衡单周控制策略

鉴于电网不对称故障时有发生,提出一种基于负序电压前馈补偿的三相光伏并网逆变器不平衡单周控制策略,并设计了三相PWM逆变器不平衡单周控制系统。该控制策略对并网电流反馈量进行电网负序电压前馈补偿,可实现脉宽调制逆变器恒功率控制,大大简化了控制器的参数整定,且无需计算并网电流正、负序分量。实验结果表明,该控制策略仅使用一个传统PI控制器即可从根本上抑制电网电压不平衡时逆变器直流侧电压2次谐波和并网电流畸变,同时获得了较理想的静态特性和动态特性。     

不平衡情况下光伏多电平逆变器的控制策略研究

电网发生不对称故障时,电网电压中存在的负序分量会对光伏并网控制造成影响。为了消除逆变器交流侧电流和直流侧电压的谐波,采用了正、负序独立旋转坐标系的控制方法,做了基于光伏三电平逆变器的电网不平衡情况下的并网控制策略仿真。仿真结果表明采用正、负序独立旋转坐标系的控制方法,逆变器交流侧电流和直流侧电压的谐波得到有效抑制。     

具有选择性谐波补偿的光伏并网逆变器控制策略研究

具有有源电力滤波器APF(active power filter)功能的光伏并网逆变器因其高效率、高功率及可降低成本等优点而备受关注.当光伏阵列输出的能量较小时,可以利用逆变器的剩余容量进行谐波补偿,使系统工作在光伏并网和APF状态.但当系统负载谐波电流较大时,光伏并网和APF合成后的指令电流超过功率管的限流值,造成系...     

基于链式逆变器的大容量STATCOM的直流电压平衡控制

结合50 MVA STATCOM的研制,建立了基于链式逆变器的STATCOM直流电容电压稳态数学模型,揭示了电容电压不平衡现象产生的机理,分析了控制直流电压平衡的手段,提出了一种基于直流母线能量交换的直流电压平衡控制方法.分析了基于交流电源母线能量交换的直流电容电压平衡控制方法的原理,提出了最大(或最小)电容电压跟踪的平衡控制方法,并在50 MVA STATCOM的PSCAD模型和±18 kvar STATCOM的实验模型上进行了仿真研究.仿真和实验结果验证了稳态模型以及所提出的控制方法的正确性和可行性.     

扩大级联光伏逆变器运行范围的谐波补偿控制

随着户用型光伏产业的不断发展,级联H桥CHB（cascaded H-bridge）逆变器因其模块化的结构,能实现组件级关断、组件级最大功率点跟踪MPPT（maximum power point tracking）和多电平输出等优势,受到了户用型光伏研究领域的关注。但由于实际光伏组件会老化或被遮挡,各单元输出功率不再相同,部分模块会出现过调制问题,影响了并网电流质量,甚至难以维持系统稳定。针对此问题,提出一种谐波补偿的控制策略,并设计补偿谐波的分配方法。对比现有方法,所提方法能进一步扩大CHB逆变器运行范围,且在不损失系统发电量的条件下仍运行于单位功率因数,还能保证并网电流的THD要求。最后通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

带直流电流前馈的光伏逆变器预测控制策略

光伏并网逆变器的控制技术一直是可再生能源发电领域的研究热点。依据单相光伏并网逆变器的特点,在单级式拓扑结构中,通过对传统的电压电流双闭环控制方式的分析,提出了一种带直流电流前馈的光伏并网逆变器电流预测控制方法。该方法首先由并网逆变器的物理模型推导出电流预测控制函数,实现对并网电流的快速控制。分析结果表明,所提方法能加快电压外环的响应速度,使系统的动态响应更加优越,提高发电效率,减少并网电流的谐波。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性和实用性。     

光伏并网逆变器中的零电流箝位分析与补偿

分析了光伏并网逆变器中零电流箝位(ZCC)现象发生的原因,并从理论上预测了ZCC区域的边界。研究结果表明,不仅死区时间会引起电流在过零点处的畸变,且每个开关周期内开关管导通延迟时间所引入的额外伏秒损失,也会引起并网电流在过零点附近的畸变。为补偿这部分损失,此处提出了一种双脉冲补偿方法,它是在并网电流过零点附近,对开关器件采用固定脉宽加传统调制脉宽的改进型单极性SPWM方式,使ZCC现象得到了精确补偿,有效地消除了光伏并网发电系统中电流过零点箝位现象。以一台10 kW光伏并网逆变器为测试实例,验证了该补偿方法的有效性。     

基于链式逆变器的50MVA静止同步补偿器的直流电压平衡控制

结合 50MVA 静止同步补偿器的研制,建立了基于链式逆变器的 STATCOM 直流电容电压稳态数学模型,揭示了电容电压不平衡现象产生的机理,分析了控制直流电压平衡的手段,提出了一种基于直流母线能量交换的直流电压平衡控制方法。分析了基于交流电源母线能量交换的直流电容电压平衡控制方法的原理,提出了最大(或最小)电容电压跟踪的平衡控制方法,并在 50MVA STATCOM 的PSCAD 模型上进行了仿真研究及在±18kvar 物理模拟装置上进行了实验。仿真结果及实验结果验证了稳态模型以及所提控制方法的正确性和可行性。     

电网不平衡条件下光伏逆变器控制策略研究

某些条件下电网会发生不平衡故障,三相并网逆变器将受到影响,使得输出并网电流谐波含量大,对电网造成污染,严重时会导致并网逆变器无法正常工作,甚至损坏元器件。因此对三相并网逆变器在电网发生不平衡故障时控制策略的研究十分必要。本文论述了基于抑制逆变器交流侧负序电流的控制策略和基于抑制逆变器直流侧电压二次谐波的控制策略,并分别对2种控制策略的控制结果进行理论分析比较,同时利用PSCAD仿真软件,对2种控制策略进行了仿真分析。     

一种基于谐波补偿的级联H桥光伏并网逆变器控制策略

级联H桥光伏并网逆变器受输入功率的影响,功率大的单元易出现过调制现象,进而诱发并网电流畸变。为此提出了一种新型谐波补偿控制策略。通过引入适当的3、5次谐波至过调制单元中,以保持其调制波峰值始终为1;同时引入反向的谐波至剩余各单元中,以抵消过调制单元中引入的谐波成分。与传统3次谐波补偿法相比,所提控制策略使逆变器过调制能力提高了33.55 %,进一步扩宽了其稳定域运行范围。在各单元输入功率极度不平衡时,系统仍可稳定运行。通过仿真和实验证明了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿装置

为解决配电网中日益突出的谐波超标、电压偏差、三相不平衡等电能质量问题,提出了一种利用分布式光伏逆变器的冗余容量实现无功、谐波、负序的综合补偿功能的控制策略,研究了一种在不影响正常光伏逆变器并网发电的情况下实现电能质量综合治理(DG-FACTS)的方法。首先分析了适用于DG-FACTS的谐波检测、无功指令提取及不平衡分量检测的算法,然后研究了指令合成及电流跟踪控制算法,并通过Matlab/Simulink仿真验证了DGFACTS功能的可行性。仿真结果表明:所提出的基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿方法具有较好的实用性。     

基于SVPWM的新型光伏并网逆变器的研究

本文根据光伏并网系统的特点和光伏系统对并网逆变器的要求设计了一种新型的并网逆变器。本逆变器不仅控制输出交流电流,而且增加了直流侧的稳定电压的控制,使逆变器的输出功率因数为1。本文从理论上详细的分析了控制方案的可行性,并在理论分析的基础上给出了基于SVPWM矢量控制的MATLAB仿真结果,验证了系统的稳定性和可靠性,并能显著的改善并网逆变器的性能。     

高等级直流电压参考标准的设计

介绍了低成本、高稳定度的直流电压参考标准的研制,该标准器可取代0．0002级以下的标准电池,具有较高的应用和推广价值。     

单相级联H桥光伏逆变器的方波补偿控制策略

功率不平衡是单相级联H桥（CHB）光伏并网逆变器固有的问题,会引起输出功率较大的光伏组件对应的H桥（HB）变换器过调制,导致电网电流性能变差甚至系统不能正常运行。为此,提出一种扩大单相CHB光伏并网逆变器运行范围的方波补偿控制策略,当HB变换器之间的传输功率不平衡时,系统依然能够单位功率因数稳定运行。实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

大功率光伏逆变器的低电压穿越控制

根据光伏阵列输出特性和电网电压异常时响应要求,选取抑制负序电流以保持三相并网电流平衡作为控制目标,建立含有LCL网侧滤波器的并网逆变器数学模型,计算精确的电流指令。基于正负序双电流环控制,提出电网电压不平衡时的滤波电容电流前馈有源阻尼控制,并引入电网电压前馈以抑制电压跌落瞬间的电流冲击,结合快速的正负序分量提取和精确的电网电压同步信号,保证了大功率光伏并网系统的稳定并网运行和电网故障时的低电压穿越。仿真及实验结果均验证了控制策略的有效性。     

微网逆变器不平衡电压协调补偿边界分析与计算

孤岛微电网下,微网逆变器参与系统电压不平衡补偿是改善网内电压质量的重要方式之一。然而,在严重负载不平衡条件下,可能出现即使微网逆变器容量充足,也无法实现逆变器端口和公共连接点（PCC）不平衡电压同时补偿的情况。为此,文中从微网逆变器端口和PCC电压不平衡协调补偿机理入手,首先讨论了不平衡电压协调补偿影响因素,接着详细分析推导了协调补偿边界条件,并由此提出了一种不平衡电压补偿边界定量计算方法。该方法以微网逆变器端口电压不平衡度与PCC电压不平衡度为约束条件,求解出微网逆变器协调补偿临界电流值。最后,分别基于MATLAB/Simulink软件及Starsim半实物仿真平台搭建了仿真和实验平台,仿真及实验结果验证了协调补偿边界理论分析的正确性及所提方法的有效性。     

直流电压时间尺度下光伏并网控制系统稳定性分析

随着光伏发电并网规模的扩大,由其换流器控制系统动态特性引起的小干扰稳定性问题愈加突出。而单台光伏发电单元容量较小,故并网光伏发电系统中往往包含大量光伏发电单元,系统模型阶数较高,极大地增加了稳定性分析的复杂程度。因此,为提出一种较为简单有效的稳定性判别方法,文中首先通过时间尺度分解建立并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定分析降阶模型;随后,在该模型的基础上,由劳斯-赫尔维茨判据推导得到系统的小干扰稳定判据,并结合判据分析直流电压时间尺度下影响系统小干扰稳定性的关键因素,辨识出3个影响稳定性的不利因素：重负荷、弱连接、不恰当的控制参数设置;最后,通过仿真算例验证该稳定性判据的正确性和有效性。结果表明：所得出的稳定性判据能有效评估并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定性,并且不需要建立复杂高阶的系统模型,极大地简化了计算和分析过程。     

带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器

为了满足非隔离光伏发电系统低漏电流的要求,提出了一种带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器。该拓扑在全桥逆变器的交流侧加入了一个续流开关,使得太阳能电池板输出端与电网断开,提高了非隔离光伏逆变器的转换效率。另一方面中点箝位电路的应用使得该拓扑在功率处理阶段和续流阶段的共模电压基本保持不变,降低了漏电流。详细分析了拓扑的工作原理,给出了其控制方法,并通过Saber仿真软件验证了带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器良好的共模特性。实验研制了一台300 W的原理样机验证了理论分析的正确性及仿真方案的可行性。     

一种抑制NPC逆变器共模电压的新方法

提出一种用集成共模电抗器抑制逆变器产生的共模电压的方法,介绍了电路的拓扑、NPC逆变器和共模电抗器的结构和工作原理.仿真结果表明这种电路抑制共模电压的效果好,可以消除95%以上的共模电压,同时差模电压的变化率dv/dt也变得很小.     

三相逆变器复合补偿研究

为改善死区效应和零电流箝位对输出波形的影响,提出了一种复合补偿方法。通过电流采样检测电流方向,调节开通、关断时间使输出波形与理想波形完全一致,消除了死区效应。计算出零电流箝位电压误差后通过电压补偿消除了零电流箝位造成的电压误差。在三相逆变器上验证了复合补偿方法。实验结果表明补偿后的逆变器输出基波有效值提高,电流波形畸变得到改善。