光伏反激并网微型逆变器THD性能仿真研究

针对光伏反激并网微型逆变器的输出功率随着太阳能电池输出功率不断地变化,且在逆变器的输出功率比较低时并网输出电流的总谐波失真(THD)指标不能满足并网要求的问题,研究利用PI准谐振控制器对光伏反激并网逆变器进行了并网控制。通过运用状态空间平均法建立了光伏反激并网微型逆变器的数学模型,基于该数学模型建立了仿真模型,对传统的PI控制器与PI准谐振控制器的控制性能进行了仿真分析。研究结果表明,在不同输入电压、负载条件下,采用PI控制器的逆变器输出并网电流的THD较大,不能满足并网要求;而采用PI准谐振控制器时THD均小于5%,能满足并网要求,从而验证了新控制方法的有效性。     

一种主从控制模式下微网主电源逆变器的控制策略

微网作为可再生能源与电网之间的缓冲和纽带,有助于提升电力系统柔性和电力系统可靠性。给出了微电网主从控制系统的结构,主电源和从电源通过三相逆变器接入微电网交流母线,分析了逆变器及其控制系统。当微电网处于联网运行时,并网逆变器采用恒功率控制模式,当微电网系统独立运行时,主电源采用恒压频比控制模式,给出了具体的控制结构和模式切换控制策略。该控制策略可以有效抑制切换过程中微网母线电压和主电源输出电流波形畸变,有效避免切换过程所造成的微电网母线电压突降,减小切换过程对微电网冲击。     

基于虚拟磁通的并网逆变器直接功率控制研究

基于传统直接功率控制的策略思想,系统分析改进了有源阻尼、谐波抑制、虚拟磁通估计和锁相环技术等控制算法,进而提出了改进的直接功率控制策略。仿真结果表明,改进的直接功率控制能有效改善并网逆变器的电流质量,降低总谐波畸变率,并使电网电压和注入电网电流同相,且功率因数接近为1。     

基于陷波器校正的有源阻尼控制策略

LCL滤波器因较好的高频谐波衰减特性而被广泛应用于并网逆变系统中,然而LCL滤波器存在的谐振尖峰易导致并网逆变器不稳定。针对该问题,采用基于陷波器校正的有源阻尼控制策略,并通过"劳斯稳定判据+最优PI控制器设计"方法,确定优化后的控制器参数。该方法实现简单,在不增加传感器数量的前提下,可以有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰,提高系统的响应速度及稳定性。理论分析和仿真研究表明该方法是有效可行的。     

LCL型并网逆变器双闭环控制方法的研究

在并网逆变器中,LCL滤波较L滤波具有更好的滤波效果,但LCL型并网逆变器为三阶系统,在谐振频率处存在谐振尖峰,易发生谐振,采用入网电流直接闭环控制很难抑制谐振尖峰。采用电容串联电阻的无源阻尼方法,能抑制阻尼,但损耗较大。针对该情况,提出并网电流瞬时值外环,电容电流瞬时值内环的双环控制方法。在理论方面详细分析了电容电流内环能够抑制谐振尖峰,提高系统稳定性,入网电流外环能够实现对入网电流的直接控制。通过仿真和实验,结果表明该方法能够有效抑制电网电流谐振,提高并网电流的稳态控制精度。     

一种基于逆变器补偿的微电网电能质量控制策略研究

针对结构复杂和负荷多样化的供电系统,提出了一种基于逆变器的微电网电能质量补偿策略。并网运行时,采用基于虚拟阻抗的谐波控制方法,阻止微电网谐波注入大电网,同时补偿大电网电压波动、不平衡和畸变,保证公共耦合点的电压质量。孤岛运行时,采用阻性—有源滤波控制方法,补偿公共非线性负载谐波。仿真结果验证了该方法的有效性。     

多台具有谐波补偿功能微源逆变器的协调控制

研究了微电网中多台具有谐波补偿功能的微源逆变器之间的协调控制。给出了交流微电网的结构以及具有谐波补偿功能微源逆变器的拓扑。通过将并网供电参考电流和谐波补偿参考电流叠加的方法得到微源逆变器的参考电流。研究了各微源逆变器在完成自身并网供电的前提下,根据其剩余容量按比例对谐波补偿的协调控制策略。采用Matlab/Simulink验证该文所研究的协调控制策略的正确性和有效性。     

一种单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略设计

在构建LCL型并网逆变器控制数学模型的基础上,针对LCL型并网逆变器出现的谐振尖峰问题,提出了有源阻尼控制策略,并对控制系统参数特性进行了设计,以及采用电网电压前馈补偿方法提高了系统控制性能。     

微电网不平衡电压的并网逆变器控制策略

由于微电网中有大量的单相负载运行,其三相电压容易出现不平衡。在微电网电压不平衡下,并网逆变器传统的锁相环(PLL)控制输出电流产生大量谐波,为减少输出电流谐波,提出一种基于全通滤波器的无锁相环直接功率控制策略。在微电网电压不平衡条件下对所提出的制策略进行验证,实验结果证明了该控制算法的有效性。     

基于DSP的新型光伏并网逆变器的研制

针对太阳能光伏并网发电控制系统的工作性能优化问题,提出一种基于DSP的单相光伏并网逆变器方案。在对光伏并网系统组成分析的基础上,采用DSP芯片TMS320F28335设计了一款非隔离两级式逆变器的样机。利用一种快速变步长扰动观察结合模糊控制算法解决光伏电池最大功率点跟踪以及寻优过程中的误判问题;采取带功率前馈的无差拍并网电流控制方式来优化并网电流质量和提高系统动态响应速度;选用有源频率漂移检测算法来实现防孤岛检测并保证并网电流波形质量。仿真结果证明:该逆变器谐波畸变率为1.38%,效率达到96%以上,满足设计要求。结论表明:该装置具有工作效率高、稳定可靠等优点,符合逆变器低谐波、高效率的发展要求。     

三相并网逆变器滤波器研究

在风力发电机逆变器输出的并网电流中,滤波器是保证电流质量的关键器件,良好的滤波器能有效地抑制谐波。详细分析了L、LC、LCL滤波器的结构及设计准则,并采用无源滤波的方法对LCL滤波器进行了优化,有效地提高了滤波器的谐波抑制特性。     

三相LCL型光伏并网逆变器设计

逆变器是光伏发电实现并网的核心元件，其性能直接影响光伏并网发电的稳定性和电能质量。针对LCL型滤波器谐振尖峰，研究分析了6种无源阻尼方法。采用电容支路串电阻法抑制谐振尖峰，设计了基于并网电流反馈无源阻尼的三相LCL型光伏逆变器结构，并对各项参数进行了优化设计。最后，仿真验证了逆变器结构的有效性和参数设计的合理性，为创新港概念厂项目实施光伏发电提供了技术参考和指导。     

LCL型有源电力滤波器并网电流控制研究

APF的控制关键就是对输出电流及直流侧电压进行控制,L,LC型并网的并网电流由于开关频率受限,并网电流含有较大的开关频率附近的谐波电流,同时滤波电感过大导致设备体积大,成本高,并影响并网控制的动态性能.LCL型滤波器有着更好的效果,该文就LCL型滤波器PI控制的稳定性,内电感电流跟踪特性,并网电流跟踪特性和电网电压抑制特性进行了深入研究,得出了并网指标对闭环根频率的技术要求.     

光伏并网逆变器对台区供电质量的谐波影响量分析与消除

针对单个台区内存在着输出电流总谐波失真度较大的问题,该文提出光伏并网逆变器对台区供电质量的谐波影响量分析与消除方法。构建光伏并网逆变器数学模型,选取模型参数,结合电网背景谐波的影响,通过逆变器谐波电路模型计算台区供电质量谐波影响量;利用人工神经元网络的自适应谐波影响量检测算法检测谐波影响量,提出电网电压前馈与多谐振组合方法,实现了光伏并网逆变器对台区供电质量的谐波影响量的分析与消除。仿真结果表明:与现有的代表方法相比,该文方法在单个台区范围内电流畸变幅值小,电流波形完整度高,说明所提方法的输出电流总谐波失真度小,适合大力推广使用。     

内模控制方法在永磁直驱潮流发电系统中的应用研究

针对永磁直驱潮流发电控制系统设计的问题,对潮流流速模型、最大功率追踪策略、永磁电机矢量控制、并网逆变器控制等方面进行了研究,提出了一种基于内模控制的转速控制算法以及一种新型的并网逆变器模型。使用内模控制器代替了机侧转速外环PI控制器,同时使用并网逆变器小信号模型设计了较准确的并网逆变器的控制参数。最后,基于上述算法和模型,在Matlab软件平台中对潮流发电系统进行了仿真,并对比了传统PI控制和内模控制下潮流发电系统的输出波形。仿真结果显示,所提出的优化控制策略能够准确控制发电机输出的有功功率、并网有功功率并且能够实现无功功率独立调节以及高功率因数并网运行。     

一种并网逆变器的新型复合控制设计

针对并网逆变器在瞬态能量回馈中快速性和抗干扰性的要求,提出了一种新型的复合控制方法。该方法融合了重复控制和滑模变结构控制的优点,利用重复控制优化了等效控制的跟踪特性,有效抑制了并网电流谐波,加快了系统动态响应速度,提高了系统抗干扰性能。仿真和实验结果表明,系统稳态并网电流5次谐波畸变率可控制在1.5%,网侧功率因数接近于1,动态电流响应速度快,有效抑制了能量变化对直流母线电压的影响,从而证明了所提出复合控制方法的有效性。     

集中控制协调多个并网逆变器的谐波补偿

为消除多个并网逆变器中与电网相连的非线性负载谐波并使每个单元输出最大有功功率,给出一种集中控制协调多个并网逆变器的谐波补偿方案。该方案基于矢量解耦控制方案与广义瞬时无功功率理论,根据每个逆变器的瞬时功率裕度来分配谐波消除任务,虽然逆变器都有非线性负载变化以及输出有功功率的变化,但是电网电流总是保持正弦。仿真结果表明,所给集中控制协调方案是有效的,可以提高设备利用率和谐波补偿能力,且不需过度补偿。     

基于 H∞ 复合控制的并网逆变器控制策略研究

为了实现对流入电网的谐波进行抑制,采用了一种电压前馈控制及 H _∞ 控制组成的复合控制为电流内环控制,PQ 控制为外环控制的策略. H _∞?控制可以增强系统谐波的抗干扰能力,降低并网电流谐波,电压前馈控制的引入可以减小并网逆变器系统的稳态误差,提升系统的准确性.最后,通过 Simulink 进行仿真实验,分析引入电压前馈前后的并网电流波形,仿真结果表明所提方法能够提高并网逆变器的性能.     

LCL滤波在PWM整流器中的应用

采用LCL滤波可以有效地减小PWM整流器开关频率及其倍数的高次谐波.但是LCL滤波元件存在谐振问题,会严重影响系统的稳定性.针对上述问题,提出了可以根据系统要求及成本因素,采用抑制谐振电阻或虚拟电阻的策略避免谐振,并对滤波参数计算及控制策略进行了分析,最后仿真结果证明了能够减小高次谐波并具有较好的稳定性.     

状态空间设计法的并网逆变器的控制策略

在分析并网逆变器闭环控制系统的控制目标和性能要求的基础上,提出了PI控制和鲁棒控制策略,并对两种控制策略进行分析,推导了两种策略下的闭环传递函数,得出PI控制无法零稳态跟踪正弦参考信号,输出功率因数不能达到1,且不能按要求输出指定电流.而基于状态空间设计法的鲁棒控制策略则能零稳态误差跟踪非衰减输入,并能抑制非衰减扰动.搭建了单相并网逆变器的模型并进行仿真,仿真结果验证了该控制策略的可行性.