弱电网下LCL型并网逆变器的自适应改进前馈控制策略

传统比例前馈策略能较好地抑制来自电网背景谐波的扰动,但是在弱电网下由于电网阻抗的存在,其正反馈通道与并网电流内环会通过电网阻抗产生耦合现象,从而导致其鲁棒性大幅度下降。针对上述情况,提出了一种基于电网阻抗测量的自适应改进前馈控制策略。首先在公共耦合点电压的正反馈通道上增加多谐振环节,使得正反馈通道只在电网主要背景谐波频率处有反馈作用,从而在一定程度上提高逆变器的鲁棒性,并保留比例前馈策略的谐波抑制能力;然而,改进后的控制策略在鲁棒性提升方面存在一定的局限性,因此在控制策略中加入自适应环节来实时调整开环增益,从而进一步提高控制策略的鲁棒性;最后通过仿真模型对控制策略进行了验证。仿真结果表明,该策略可使LCL型并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性。     

弱电网下LCL型并网逆变器输出阻抗复合重塑策略

针对电网电压比例前馈和锁相环（PLL）影响下,电网阻抗宽范围变化时易导致并网逆变器失稳的问题,首先建立了考虑电网电压比例前馈和PLL影响的并网逆变器输出阻抗模型,借助阻抗稳定判据对系统稳定性进行了分析;然后提出一种基于电网电压前馈的复合阻抗重塑策略,通过在电网电压比例前馈环节串联低通滤波器以及加入消除PLL影响的电网电压前馈支路,重塑并网逆变器输出阻抗;最后通过仿真和实验验证所提阻抗重塑策略能够有效提升并网逆变器在电网阻抗宽范围变化情况下的稳定性,改善并网电流质量。     

弱电网下LCL滤波并网逆变器自适应电流控制

由电网电压谐波以及电网阻抗变化等引起的电网不确定性严重影响LCL型并网逆变器的电流控制。电网电压比例前馈因实现方便且可有效地抑制电网谐波的作用而获得了广泛的关注,但少有文献探讨其在电网阻抗大幅变化即弱电网下的性能。该文分析表明,弱电网下该前馈补偿会大幅降低电流控制的稳定裕度。随着电网阻抗中感性成分的增大稳定裕度变差,最终导致不稳定。此外,低次谐波电流抑制也会失效。针对上述问题,提出一种基于电网阻抗估测的自适应控制方法,即时修正用于前馈补偿的电压以及调整调节器参数以保证较好的相位裕度或高带宽。对比分析以及实验研究表明提出的方案可有效地提高LCL滤波并网逆变器的电网适应性。     

弱电网下LCL型并网逆变器的自适应控制策略

并网电压电流双环反馈策略能够较好抑制电网的背景谐波,但在弱电网环境下,电网电感会使LCL型并网逆变器系统的相位裕度下降,造成并网电流畸变,导致系统稳定性变差。针对该问题,提出了一种基于电网阻抗检测的自适应控制策略。该策略在双环反馈控制策略的基础上,利用小信号注入法检测电网电感,并根据电网电感的变化调整并网电流前馈函数的参数,从而实现对系统的自适应控制。理论分析结合仿真及实验结果均表明,所提策略能够有效抑制弱电网下LCL型并网逆变器的并网电流谐波,显著提升电流质量,增强并网系统的稳定性。     

逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略

逆变器侧电流反馈的具有稳定性强、单闭环控制、参数设计简单和系统成本较低的优点,但是其属于电网电流间接控制,造成并网功率因数较低,此外,电网电流中还包含由电网电压引起的低次谐波电流。为保留其优点并克服其缺点,提出一种适用于逆变器侧电流反馈LCL并网逆变器的完全电网电压前馈控制策略,该策略能完全消除电网电压对电网电流的影响,并且并网功率因数得到了大大的提升。仿真与实验结果表明,所提控制策略正确、有效。     

弱电网下计及锁相环影响的LCL型并网逆变器控制策略

新能源并网逆变器在弱电网下易诱发宽频带振荡.为分析振荡失稳的发生机理,首先基于复矢量传递函数方法建立了计及锁相环影响的三相LCL型并网逆变器阻抗模型,然后分析了频率耦合的机理.在此基础上推导出并网逆变器系统与电网阻抗交互作用的等价输出阻抗模型,应用阻抗稳定性判据分析了锁相环对并网逆变器稳定性的影响.为抑制锁相环对并网逆...     

基于虚拟电阻的LCL型并网逆变器前馈控制策略

为改善无源阻尼产生的损耗及低输出阻抗导致的电流畸变,设计了基于虚拟电阻的LCL型并网逆变器前馈控制策略。通过虚拟电阻增大等效阻尼,实现了尖峰削减;通过设计电网电压全前馈函数构成全前馈控制,提高了整体输出阻抗,实现了谐波电流抑制。仿真实验结果表明,该控制策略具有良好的稳态、动态和抗干扰能力。     

弱电网下采用电容电压前馈的LCL并网逆变器谐振频率偏移抑制策略

弱电网下电网阻抗的宽范围变化会导致系统环路谐振频率偏移,进而造成LCL并网逆变器的稳定性下降.针对此问题,提出一种采用电容电压前馈的LCL并网逆变器环路谐振频率偏移抑制策略,该策略利用电容电压比例微分前馈控制对系统环路谐振频率偏移进行极大地抑制,并以电容电压锁相进行功率因数校正,节省了一组传感器,以此来实现逆变器单位功...     

弱电网下LCL型并网逆变器高鲁棒性并网电流反馈有源阻尼策略

并网电流反馈有源阻尼(grid-current-feedback-active-damping,GCFAD)策略可以在不增加额外传感器的前提下,有效抑制LCL型并网逆变器的谐振尖峰。在电网电压畸变的工况下,GCFAD策略往往与电网电压前馈策略同时使用以改善并网电流质量。然而,通过研究发现,传统GCFAD策略等效虚拟阻抗在中低频段的正阻特性会导致并网逆变器输出阻抗在中频段产生一定的相位滞后,从而降低了系统在电网电压畸变且附加电网电压前馈策略的情况下,对电网阻抗变化的鲁棒性。为了解决这一问题,提出了一种高鲁棒性并网电流反馈有源阻尼(high robustness grid-current-feedback-active-damping,HR-GCFAD)策略,使虚拟阻抗在高频处呈现正阻特性以抑制LCL谐振尖峰,增强了系统的稳定性;在中低频段呈现负阻特性以提高系统中频段输出阻抗相位,进而提高了系统在附加电网电压前馈策略时对电网阻抗变化的鲁棒性。理论分析和实验结果充分验证了所提策略的有效性。     

基于前馈补偿的LCL型并网逆变器解耦控制策略研究

在同步旋转坐标系下,LCL型并网逆变器dq两轴之间存在复杂的耦合项,传统直接忽略耦合项的建模方案导致建模失真。为此提出了一种基于前馈补偿的新型解耦控制方案,该方案通过相关耦合量的前馈补偿,逐步消除各个耦合项,最终实现逆变器的精确建模。根据解耦结果,设计了电流双闭环控制策略,对提出的解耦控制策略进行了验证。仿真和实验结果表明,所提出方案能有效提高入网电流电能质量。     

基于分裂电容反馈的LCL并网逆变器改进控制

并网逆变器输出常采用LCL滤波器,但其为三阶系统,存在谐振隐患。在分析分裂电容反馈控制的基础上,提出了一种改进控制策略,能有效抑制并网电流中存在的谐振尖峰。同时提出了一种适用于分裂电容反馈的改进电网电压前馈控制策略,完全抵消电网对并网电流的影响。样机实验验证了该方案的有效性。     

增强并网逆变器对弱电网适应能力的控制策略

弱电网中,并网逆变器与感性电网阻抗之间产生交互耦合从而引发谐振现象,采用电压比例前馈控制虽然可以抑制谐振,但其额外引入的正反馈回路也会降低并网逆变器的相角裕度.针对这种局限性,建立LCL逆变器并联系统的数学模型及诺顿等效电路,再利用阻抗法分析电压前馈控制对系统稳定性的影响,并提出了一种新型的基于相位超前补偿的电压前馈控...     

带LCL输出滤波器的并网逆变器控制策略研究

并网逆变器用LCL输出滤波器是一个三阶多变量系统,给控制系统设计提出了更高的要求.针对该问题,提出一种基于逆变器侧电流闭环和电容电流前馈的并网逆变器控制策略,通过逆变器侧电流间接控制并网电流.该控制策略能够保证系统稳定和单位功率因数运行,并且整个控制过程无需增加额外的传感器,降低了系统成本,增强了系统可靠性.仿真和实验结果验证了提出控制策略的有效性与可行性.     

LCL并网逆变器滑模降阶复合控制策略

针对采用LCL型滤波器接入电网的三相逆变器的控制器设计问题,设计了一种新型多闭环架构滑模控制器(SMC).当控制网侧电流时,带LCL滤波的三相并网逆变器离散时间域模型为具有非最小相位零的三阶系统,故将传统多闭环控制器中的电流内环采用离散时间域SMC实现,从而使得逆变器输出电流较好地跟踪参考电流,并与电网电压解耦,使系统模型降阶为类似于带CL滤波器的电流源逆变器二阶模型,从而降低了外环线性控制器设计难度,此外还引入了虚拟电阻进行谐振抑制.使用并网逆变器样机进行了新控制方案的测试,实验与仿真结果验证了多闭环架构SMC的控制性能.     

带有LCL滤波器的并网逆变器自适应控制策略

根据三相并网逆变器忽略电感寄生电阻及滤波电容的简化数学模型的传递函数,通过设置不同的控制参数,利用传递函数波特图来描述控制器参数对整个系统输出性能的影响。分析了现有应用于光伏并网逆变器的各类控制器的特点,利用径向基函数(RBF)网络将控制器的输出、RBF网络及并网逆变器的输出联系起来,进而提出自适应比例积分(PI)控制器参数的调整设计方法。并设计了由电流内环自适应控制环节、滤波电容电流反馈及外环电压稳压环节组成的的三环控制系统。对带有LCL滤波器的10 kW光伏并网逆变器进行了仿真和实验,验证了所设计方法的正确性。     

LCL型光伏并网逆变器控制策略的研究

阐述了传统的PI双环控制算法的优缺点,并在此基础上,分析了PIR控制器的优势,用PIR电流控制器代替传统的PI控制器,同时采用电容电流比例反馈的方法抑制LCL滤波器的谐振尖峰,并加入电压前馈控制,消除电网电压对控制系统的影响。对控制器的参数进行设置,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,仿真结果表明,该方案抑制直流分量效果良好,抗电网扰动能力强,保证了并网电流和电网电压同频同相,实现了光伏逆变器只输出有功功率的目的,仿真验证了其有效性和可行性。     

增强并网逆变器对电网阻抗鲁棒稳定性的改进前馈控制方法

随着分布式电源并网功率的逐渐增加及接入点的广泛分布,电网越来越表现出弱电网特性,即电网阻抗相对较大,此时在并网逆变器中广泛应用的电网电压前馈控制会严重影响到系统的稳定性。以L型滤波并网逆变器为研究对象,采用框图等效变换的方法分析弱电网情况下前馈控制对并网逆变器特性的影响机理,以及电网等值电感和阻感比对系统稳定性的影响规律,并在电压前馈通道中引入一种带通滤波环节,提高弱电网下并网逆变器的鲁棒稳定性。分析表明,附加带通滤波环节的电压前馈控制可使得逆变器在短路比较小的弱电网中仍能够稳定工作。最后,搭建一台66k V·A并网逆变器实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性和所提改进策略的有效性。     

弱电网条件下锁相环对LCL型并网逆变器稳定性的影响研究及锁相环参数设计

为了保证并网逆变器的进网电流与电网电压同步,需要通过锁相环对电网电压进行锁相,并利用检测出的电网电压相位生成电流基准。该文以单相LCL型并网逆变器为例,建立锁相环的小信号模型,并根据该模型推导并网逆变器基于阻抗的稳定判据。通过分析该判据可知,在电网阻抗可忽略不计时,锁相环对并网逆变器的稳定性无影响;当电网阻抗不可忽略时,锁相环带宽、并网电流幅值给定和输出功率因数都会影响系统的稳定。为了保证系统在弱电网下的稳定性,给出一种基于相角裕度要求的锁相环参数设计方法,并进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性。     

适用于弱电网的三相并网逆变器锁相环设计

弱电网环境下,锁相环会对并网逆变器的稳定性造成威胁,建立考虑锁相环影响的逆变器输出阻抗模型和传统同步参考坐标锁相环的传递函数,基于阻抗分析法分析采用传统锁相环时逆变器的稳定性。随后,研究了一种基于降阶广义积分和二阶广义积分的复合广义积分锁相环,并给出参数设计方法。采用谐波线性化的方法获取复合广义积分锁相环的传递函数,分析弱电网环境下采用新型锁相环时逆变器的稳定性。考虑到系统频率偏移对锁相精度的影响,设计频率自适应结构。理论分析和仿真结果表明,采用复合广义积分锁相环,并网逆变器在高电网阻抗下也能稳定运行,且并网电流质量高。