基于虚拟三相算法的微网三相逆变器控制

针对微电网中非隔离型三电平三相三桥臂逆变器采用传统矢量控制时并网电流总谐波畸变（total harmonic distortion, THD）和离网时输出电压THD较高、微网缺相故障时无法运行的问题,提出了基于虚拟三相算法的微电网三相逆变器控制。该控制采用基于一阶惯性环节的虚拟三相算法,对逆变器控制所需的电压、电流每一相采样值构造成虚拟的三相对称矢量,并使用所得的虚拟三相矢量进行矢量控制。该控制将逆变器的三相控制分解成为独立的三个单相控制,可在微网缺相时正常运行,基于虚拟三相矢量每个单相控制可实现矢量控制并获得矢量控制带来的高控制精度和快速响应速度,从而减小逆变器并网/离网运行模式时输出电流/电压的THD。采用MATLAB/ Simulink数字仿真软件进行了该控制方法实际效果的仿真试验,结果验证了该控制方法的有效性。     

用于0.4 kV微电网的四桥臂APF改进型控制策略研究

采用无谐波检测控制原理,提出一种基于多内模原理的四桥臂APF改进型控制策略。首先通过等量代换直接将网侧电流、直流母线电压作为状态变量,建立四桥臂APF在αβγ静止坐标系下的数学模型。然后,针对应用于0.4 kV微电网的四桥臂APF的特殊要求:功率波动频繁、动态响应速度快,在αβγ静止坐标系下采用所提出的四桥臂APF改进型控制策略,即由比例积分PI、矢量谐振VR、重复控制RC构成的多内模复合控制器作为四桥臂APF的电流环控制器,使得四桥臂APF具有动态响应速度快、稳态精度高、计算量小的特点,为0.4 kV微电网的优质电能提供保障。最后通过仿真和实验验证所提控制策略的可行性。     

基于桥臂虚拟电压的MMC-MG相间功率平衡控制策略

针对孤岛运行模块化多电平变流器半桥串联结构微电网（modular multilevel converter microgrid,MMC-MG）各相微源输出功率差异引起的三相功率不平衡问题,提出了一种相间功率平衡控制策略。介绍了MMC-MG基本拓扑结构以及三种相间功率传输模式,建立了系统三相输出功率数学模型,并阐述了采用环流直流分量控制相间功率传输的原理。设计了基于桥臂虚拟电压的环流直流分量控制器,并将其输出信号作为功率平衡控制量叠加于各桥臂调制信号以实现相间功率平衡。通过各相微源输出功率及负载功率得到环流直流分量参考值,并根据各相发电单元储能装置的荷电状态对其补偿。仿真及实验结果表明：所提出的控制策略能根据各相微源输出功率实现相间功率平衡,且对系统输出电压及频率没有影响;相比于普通三相微电网,MMC-MG可通过环流控制实现相间功率平衡,而无需额外的功率平衡设备。     

基于交替单相PWM控制的三相光伏并网系统

提出了可用于多支路型三相光伏并网逆变器的交替单相PWM控制方法。该控制方法在一个工频周期内,逆变器有6种开关模式,每种开关模式中只须对三相中的一相桥臂进行PWM控制,从而有效降低了功率管开关损耗,在多支路光伏并网结构提高能量转换效率的基础上,进一步提高系统效率。采用电流滞环PWM跟踪控制,能够简单实现逆变正弦电流输出,跟踪性能好,并网功率因数为1,系统稳定性好,电流总谐波畸变率(THD)较低,可满足并网要求。通过Matlab仿真验证了该控制方法的正确性和有效性。     

微电网三相逆变器网络控制并联运行策略及信号时延分析

在分析现有逆变器并联方法优缺点的基础上,提出一种基于网络控制功率下垂三相逆变器并联方法,给出自主式和主从式两种网络控制策略。分析建模三相逆变器后,利用MATI方法分析系统所能允许的时延。通过Matlab仿真表明时延允许的范围内并联逆变器在稳定性及在有网络时延情况等方面具备良好的综合性能。建立两台1 k W三相逆变器组成的网络控制实验平台,实验结果验证了所提出控制方法以及时延分析的可行性和有效性。     

两级式光伏并网逆变器无差拍控制研究

针对两级式三相光伏并网逆变器的特点,文章采用瞬时功率外环和无差拍控制电流内环的双环控制策略。推导了三相光伏并网逆变器的离散数学模型,外环采取瞬时功率控制方法,省略了传统无差拍电流控制方法中的电流预测环节,简化了逆变器的控制系统。仿真结果表明,在光照导致光伏电池输出功率波动的情况下,该控制策略依然能保证光伏并网逆变器最大限度地输出功率,且并网逆变器的输出电流能够准确、快速地跟踪电网电压,实现了功率因数接近1。     

基于DSP的小功率三相并网逆变器设计与运行

针对小功率三相并网逆变器主电路拓扑结构,介绍了逆变器主电路、IGBT驱动电路、信号检测与调理电路的设计,采用数字芯片DSP28335在传统SVPWM控制方法下,将重复控制引入电流控制环,并给出了实现控制算法的程序流程。仿真和试验结果表明,基于DSP的小功率三相并网逆变器的性能满足并网逆变的要求。     

感应发电机全功率风电变换器的改进PR控制

在两相静止坐标系下采用改进的PR控制器实现对并网逆变器的控制,同时引入电容电流反馈实现了对LCL滤波器存在的固有电流谐振进行抑制控制,大大简化了并网逆变器控制算法的复杂性。通过实验对所提出的控制策略进行验证,实验结果表明,所提出的控制策略能控制感应全功率风电机组平稳发电运行,具有功率因数调节方便、无冲击并网等优点。     

基于增广状态反馈的三相逆变器非线性最优控制

三相逆变器数学模型的非线性特性加大了控制器设计的难度,为解决状态反馈精确线性化控制理论对三相逆变器非线性控制稳态性能较差的问题,设计了一种增广反馈的非线性控制策略,并利用LQR方法对控制参数进行了最优求解。仿真和试验结果表明,逆变器的电压瞬态变压范围应小于±5%,恢复时间小于0.04s;总谐波畸变率小于2%,单次谐波畸变率小于1%,该控制策略具有良好的动态、稳态性能。     

三相优化无电压传感器并网预测技术研究

为提高三相并网逆变器的可靠性和进一步降低三相并网逆变器的成本,提出了一种三相并网逆变器无交流电压传感器的电压估计策略。应用基于二阶广义积分器的正交信号发生器（SOGI-QSG）构造改进型无电压传感器观测模型的控制新方法,并结合了一种改进型无差拍预测电流控制算法,增加预测k+2时刻的采样电流。实验结果表明,该策略有效地避免了传统虚拟磁链观测方案中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题,抗扰动性能更好。     

准PR的复合控制技术在光伏并网逆变器中的应用

提出一种基于准比例谐振控制和重复控制相结合的三相光伏并网逆变器复合控制策略。在两相静止坐标系下,实现交流量的无静差控制,同时有效抑制输出电流中的周期性扰动,优化输出电流波形,避免多谐振控制策略中的相位滞后及谐振控制器之间相互影响等问题。在一台17 k W光伏并网逆变器样机上进行实验验证,结果表明该控制策略能有效抵抗周期性电网扰动,实现逆变器无静差稳定运行。     

一种单相高频光伏并网逆变器的研究

为解决传统全桥、半桥结构存在桥臂直通,需要加死区时间以及续流回路需经过性能较差的体二极管增大开关损耗的问题,研究一种单相双电感桥式光伏并网逆变器。该拓扑同一桥臂只有一个二极管和开关管,不存在桥臂直通,无需加死区时间,其在采用单极性正弦波脉宽调剂(sine pulse width modulation,SPWM)调制方式的同时,能有效抑制共模电流,解决非隔离型逆变器漏电流问题。采用多谐振控制算法来抑制低次谐波,提高并网质量;同时,利用SiC肖特基二极管续流,解决由续流二极管反向恢复时间增加的开关损耗,能在100 kHz或更高开关频率下确保变换效率,可有效提高逆变器功率密度。设计试制一台500 W原理样机,仿真和实验证明,该拓扑结构具有高功率密度,漏电流抑制能力强的特征。     

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。     

一种基于SVPWM并网逆变器电流控制的研究

为提高光伏并网发电系统的输出电能质量,在重复控制策略的基础上,提出一种基于SVPWM并网逆变器电流控制的重复PI复合控制方法。该方法通过重复控制策略来抑制由死区等因素引起的周期性扰动,PI控制策略用来提高系统的动态性能,两种控制策略互为补充以提高系统的动态和稳态性能,同时,在并网逆变器直流侧加入电压闭环以稳定直流母线电压。通过Matlab/Simulink仿真分析,三相并网逆变器输出电流的总谐波畸变率为1.32%。实验结果验证了该复合控制方法的有效性。     

基于三电平变流器的光伏微电网及其控制策略研究

孤岛运行的微电网常常具有可再生能源发电量时变、负载时变、三相不平衡等特点,为解决微电网的电能质量﹑稳定性等问题,本文提出适用于光伏微电网的三电平变流器结构及其电压内环,有功功率和无功功率调节为外环的控制策略。多机并联运行时,采用公共同步脉冲与均流解耦控制策略实现微电网全网范围内的变流器单机虚拟磁链的旋转同步。仿真和实验都证明了控制策略简单可行,电能性能指标比传统变流器优越,为四桥臂三电平双向变流器的开发提供理论基础、实验依据。     

一种新型光伏逆变器的前馈功率预测控制

提出一种新型光伏逆变器拓扑结构,其由升压电路、三相四开关逆变单元组成,可有效提高光伏发电效率、降低光伏系统成本。针对该结构逆变器提出一种新型前馈功率预测控制策略,其通过将自然环境分区后排列,然后逐一对其历史光伏最大功率进行寻优,从而确定相应的前馈功率预测值。该方法具有计算量小、运算速度快、实现简单、控制精度高、可靠性强的显著优点,可省去传统逆变器控制的直流侧电压闭环,由逆变器本身完成光伏阵列的最大功率跟踪功能,从而提高系统响应速度与可靠性。仿真与实验结果验证了所提结构和控制方法的可行性及优越性。     

一种新型Z源逆变器

提出一种新型Z源逆变器。相对于传统Z源逆变器,该拓扑结构通过引入一个实现直通的IST-IGBT(isolated shoot-throuth IGBT,直通分离型全控型器件)来分离直通零矢量与传统零矢量,用耦合电感来代替传统Z源逆变器中的一个电感,且Z源阻抗网络相对于三相逆变桥的位置发生改变,此外构造电容电压环来间接控制直流链电压,保证了直流链电压的稳定。通过仿真实验可知该新型Z源逆变器比较于传统Z源逆变器可实现更高的电压增益,逆变侧输出电压波形质量更优同时不存在启动冲击电流和稳态时电容电压较低,验证所提Z源逆变器的优越性能,并且在该控制策略的作用下系统具有较好的鲁棒性。     

基于LCL滤波器的三相光伏并网控制系统研究

针对采用LCL滤波器三相光伏并网逆变器,首先进行理论分析并建立数学模型,其次提出一种极点配置与重复控制相结合的并网控制方案,最后通过实验验证理论分析的正确性以及控制策略的可行性.     

基于简化FCS-MPC的风电并网逆变器研究

摘要： 三相风力发电并网逆变器的模型预测控制存在大量计算问题,导致控制指令的时间延迟,影响控制系统性能,严重阻碍系统应用。为克服上述难点,提出了一种在线简化有限控制集模型预测电流控制算法。该方法通过坐标变换构建α β坐标下逆变器输出电流的预测模型,利用目标函数对逆变器输出的不同电压矢量进行评估,而无需使用脉宽调制模块。同时,结合电压空间矢量等效变换的原理,引入矢量扇区判断法,进而实现了预测控制过程的在线简化。最后,以带阻感负载三相并网逆变器为控制对象,建立了有限控制集模型预测控制仿真模型,分析了输出电流的稳态与动态性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

级联H桥光伏并网逆变器的无锁相环控制策略

级联H桥光伏并网系统采用多电平调制方法和各模块独立的MPPT控制,具有较高的效率,但是系统控制性能受锁相环影响较大,当电网电压畸变时锁相环的测量准确度会受到严重影响,使系统控制性能下降,尤其是在功率不平衡的情况下会出现过调制,导致系统不稳定。为此,提出一种应用在级联H桥光伏并网逆变器的无锁相环控制策略。该策略在基于无功补偿的级联H桥光伏并网逆变器控制策略的基础上,采用电网电压基波同步信号算法,在电网电压畸变时无需锁相环即可获取与电网电压基波同频同相的正、余弦信号,较好地满足了系统在功率平衡、功率不平衡2种工作状态下的控制要求。仿真结果和实验结果都验证了所提控制策略的有效性。