三相双Buck逆变器过零畸变问题与解决方法

双Buck拓扑克服了传统桥式拓扑上下桥臂的直通问题,将其应用于三相并网逆变器,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波,从而降低进网电流谐波含量,且外接快恢复二极管续流,减小了反向恢复损耗。然而,为消除电感的偏置电流以及提高逆变器效率,双Buck逆变器需采用半周期控制策略,导致了进网电流的过零畸变。针对带LCL滤波器的三相双Buck逆变器,分析半周期控制所导致过零畸变的原因,提出带纹波电流负反馈的半周期空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制方法,通过在过零点处改变空间电压矢量的基准,有效地消除了进网电流过零畸变,并讨论新型控制算法对系统稳定性的影响,通过仿真和实验验证理论分析。     

三相双Buck并网逆变器的优化控制方法

双Buck逆变器分为全周期和半周期控制,相较全周期控制,半周期控制避免了额外的开关和通态损耗,但由此带来电流过零畸变问题。定量分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式下电感电流过零时刻纹波大小,确定为抑制过零畸变而在电流过零附近将半周期控制转换为全周期控制的转换条件,在电感电流断续区采用全周期控制,通过理论计算给出全周期控制最小区间,在有效消除过零畸变的前提下降低全周期控制增加的额外损耗,以保证整个系统的效率。通过实验验证了理论分析。     

预测电流控制双开关型双Buck并网逆变器

双Buck逆变器具有可靠性和效率高的优点,常被用作新能源发电和不间断电源的解决方案。双Buck逆变器存在输入电压高、双极性调制的缺点,采用双开关型双Buck逆变器消除这些不足,双开关型双Buck逆变器主要采用滞环电流变频控制,谐波频谱宽、滤波器设计困难,对功率器件的开关速度要求高;为此,采用SPWM控制方式实现逆变并网,使谐波频谱固定易滤除;同时通过预测电流控制策略消除电网电压扰动,提高逆变器的性能。最后通过PSIM仿真验证了理论分析与设计的可行性。     

LCL滤波的三相并网逆变器电流双环控制策略

对于LCL滤波的三相并网型逆变器系统,电网电压畸变会增加网侧电流总谐波。针对该问题,分析了传统逆变侧电流单环控制策略无法有效抑制电网电压畸变对网侧电流的影响。为了增加网侧电流对电网电压畸变的抗扰性,提出了电流双环的控制策略。内环通过PI控制器实现对逆变侧电流的控制,外环通过PI+PR的控制方案完成对网侧电流的控制。通过推导系统的输出导纳的频率响应,分析了在提出方案下,网侧电流能够更有效地抑制网侧电压畸变的影响。仿真以及100kW样机的实验结果验证了该控制策略的有效性。     

三相LCL并网逆变器的单电流双环控制策略

为了抑制LCL并网逆变器系统的谐振尖峰,提出了一种单电流双环控制策略。该策略只对并网电流进行采样：内环采用并网电流的二次微分反馈,以配置系统开环传递函数极点,增加系统阻尼;外环对并网电流直接反馈,以跟踪输出电流,提高系统精度。同时,外环采用准比例谐振（QPR）控制器来补偿电流,以减小稳态误差,消除特定次谐波。通过该单电流策略与传统的电容电流内环,并网电流外环策略的对比,以及采用QPR与比例积分（PI）控制器的对比,结果表明本文所采用方法的性能较优。仿真结果验证了该策略能有效抑制并网电流谐波,提高系统的动态性能和稳定性。     

预测电流控制三电平双Buck并网逆变器

三电平双Buck逆变器因其高效高可靠性被广泛运用于新能源发电、不间断电源等变流领域。针对三电平双Buck逆变器采用变频滞环电流控制谐波频谱宽、输出滤波器设计困难;采用恒频PI控制参数设计复杂、调试周期长的问题。提出一种恒定开关频率的改进预测电流控制方法实现三电平双Buck并网逆变。恒定的开关频率谐波频谱固定、易于滤除;改进预测电流控制为比例项+预测项实现,仅需进行比例参数调节,简化了参数调试周期。最后通过仿真及原理样机实验验证了所提出设计方法的可行性。     

三相光伏并网逆变器控制策略

在三相光伏并网逆变应用中,如何改善并网电流质量是备受关注的问题。采用LCL滤波器并网虽然提高了滤波效果,减小了滤波器体积,但是控制变得复杂。结合现有控制方法,本文提出了在dq同步旋转坐标系下带有电网电压前馈的比例积分(PI)级联比例谐振(PR)控制思路。建立了dq系下的三相逆变器模型,进行了控制器的分析推导,采用电压前馈改善了并网接入时的动态特性,通过PI实现了并网电流的无静差跟踪控制,级联PR实现了对特定谐波分量的有效抑制。最后,进行了仿真及在实际100kW光伏阵列下的并网逆变测试,实验结果表明该控制方案可以实现并网电流的平滑起动,能有效地降低并网电流的谐波含量。     

双Buck拓扑在三相并网逆变器中的应用研究

相对于桥式拓扑,双Buck逆变拓扑能够从根本上避免桥臂的直通问题,并能够减小二极管的反向恢复损耗。对比研究了空间矢量脉宽调制控制策略下的三相双Buck逆变器和桥式逆变器,从交流侧谐波和电路损耗2个方面,对2种类型逆变器的性能进行定量分析。仿真和实验结果证明,相对于三相桥式逆变器,三相双Buck逆变器能够减小交流侧谐波,且具有较高的效率。     

LCL滤波型三相并网逆变器的电流滑模控制策略

三相LCL型并网逆变器由于具有良好的高频衰减与高功率等优势,在分布式并网发电系统中获得广泛应用.然而,LCL型并网滤波网络的高频谐振特性有可能造成并网电流畸变严重,导致系统发生不稳定现象.基于此,有效利用滑模算法的非线性抗扰特性,提出一种新型的电流滑模变电流内环控制系统,进一步采用了一种改进型幂次趋近律有效地改善了滑模...     

无漏电流高效可靠三电平双Buck并网逆变器

漏电流降低了非隔离型并网逆变装置的安全性和可靠性。已有研究通过将双极性调制全桥逆变器或半桥逆变器三电平化解决该问题。提出基于三电平双Buck逆变器的新思路,并重点研究其中的三电平双Buck全桥电路。该拓扑是将双Buck半桥逆变器中的输入均压电容用一个工频开关的桥臂取代得到,使得对地寄生电容电压在半周期内保持不变,有效地抑制漏电流至几乎可以忽略的程度。同时,该拓扑保持了双Buck电路无桥臂直通、体二极管不工作等特点,又降低了器件电压应力,使得桥臂输出变为单极性调制波。通过与各种无漏电流结构的综合比较可知,该拓扑除在器件总量上比H5结构多一个功率管外,在有源器件数量、通态电流经过器件数量、高频开关器件数量、是否需要均压控制等方面,均有一定优势,有助于降低系统复杂度,提高可靠性与变换效率。仿真与实验验证了上述分析。     

面向串联补偿三相并网逆变器的模拟阻抗控制策略

串联补偿是一种提高可再生能源发电站长距离输电能力的常见方案,然而并网逆变器和串联补偿电力线之间的相互作用会带来振荡问题,威胁电力系统的安全运行。为此提出一种无锁相环的扩展模拟阻抗控制策略,在弱电网和高串补度电网中稳定系统。此外,还通过稳定性分析验证该方法的有效性;进行特征值分析,以指导参数设计。最后,通过模拟和实验结果验证了理论分析和所提控制策略的有效性。     

新型双Buck非隔离并网逆变器无功补偿研究

针对单相非隔离光伏并网逆变器在无功补偿时存在着并网电流在电网电压过零点处畸变的问题,提出一种新的调制策略,即工频开关管在正功部分采用有功调制,而在负功部分采用单极性调制,能较好地解决过零点畸变的问题。通过实验验证了该方法的有效件.并能满足VDE-AR-N4105认证要求。     

电网电压畸变不平衡情况下三相光伏并网逆变器控制策略

电网电压不平衡且畸变情况下的系统控制策略是大规模光伏系统并网运行需要解决的关键问题之一.为实现光伏系统输出恒定有功功率,同时并网电流谐波含量满足IEEEStd.929-2000标准,提出一种系统控制策略.首先对光伏系统输出功率流进行分析,在此基础上推导出系统输出恒定有功功率对应的并网电流参考指令,设计电网电压正序/负序分量的测量方案,建立基于并联无源阻尼的并网控制模型;对系统稳定性进行分析,并对系统稳态误差控制进行探讨;最后在电网电压畸变/不平衡情况下对系统控制方案进行实验测试.实验结果验证了提出方法的有效性.     

信息化新型单相双Buck并网逆变器双闭环并网 电流控制方法研究

依托信息数字技术,提出信息化新型单相双Buck并网逆变器双闭环并网电流控制方法设计。采用智能电频强度控制技术(VNDS)、波强保护算法(BVUS)与动态脉宽控制技术(BDZT),对传统双Buck并网逆变器电流控制方法存在的问题进行解决。仿真实验证明,提出的信息化新型单相双Buck并网逆变器双闭环并网电流控制方法各项测试数值优于传统双Buck并网逆变器电流控制方法。     

微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制策略

微型光伏并网逆变器输出电流过零点畸变会导致电网注入电流谐波增加,严重时还会干扰电网正常运行。为解决该问题,通过对反激式微逆变器峰值电流控制策略的分析,讨论了功率器件关断延迟时间对系统功率平衡的影响,指出功率器件关断延迟时间是造成过零点畸变的主要原因,据此提出了一种新的混合峰值电流控制策略。详细分析了其工作原理,给出了控制实现方法,并构建了100 W样机进行实验。实验结果表明所提出的混合控制策略能有效抑制输出电流过零点畸变。     

三相并网逆变器改进型重复控制策略

为抑制并网逆变器注入电网的谐波,一般采用重复控制的方法以保证并网电流的稳态精度。单一的重复控制难以保证控制系统的响应速度,比例积分(PI)+重复控制的方法可有效解决控制响应速度与控制稳态精度间的矛盾。然而PI与重复控制算法间存在控制上的耦合性,在电流指令瞬态变化的过程中会造成电流波形的畸变。此处一方面使用了动态延时处理的改进型重复控制策略,另一方面就该改进重复控制算法因参数漂移而导致系统镇定补偿器设计难的问题重新设计了控制结构。通过仿真和实验对比验证了所提算法的正确性。     

三相并网逆变器微分平坦控制策略

对并网逆变器的控制传统方式通常将非线性系统线性化后设计控制器,根据微分平坦理论直接对并网逆变器设计非线性控制器。首先建立了并网逆变器的数学模型,根据微分平坦理论基本定义证明了并网逆变器具有平坦性,并设计相应的控制器。控制器主要分为两部分:参考轨迹生成和轨迹实现,轨迹生成是指在选取合适系统平坦输出量在空间规划状态变量的参考轨迹,轨迹实现部分则利用前馈参考轨迹和反馈误差补偿量根据系统状态方程生成并网逆变器的输入控制量,同时前馈量处于控制系统的主导地位使得整个系统的动态性能得到提高。最后通过搭建仿真模型验证了文中提出的控制策略的有效性。     

基于电流延时补偿的逆变器控制策略

针对三电平逆变器并网系统,研究了一种基于电流延时补偿的逆变器控制策略。首先,根据三电平逆变器并网系统的拓扑,研究了一种改进空间矢量调制策略,可以有效降低共模电压。然后,研究基于电容电流反馈的有源阻尼控制方法和补偿延时的电流半周期控制策略,分析表明半周期控制策略能够避开阻抗极性跃变,提高系统稳定性。最后,通过仿真和试验验证了该方法的有效性。     

光伏并网逆变器非互补混合脉宽调制下电流过零畸变分析与抑制

采用非互补混合脉宽调制的光伏并网逆变器具有开关次数少,抗干扰能力强的优点。但由于开关管随电网电压正负半周低频通断,并网电流存在明显的过零畸变现象。该文对比分析该调制方式与传统互补混合脉宽调制在开环和闭环控制下的电流换流过程,指出电流断续及存在"失控"状态是非互补混合脉宽调制过零畸变的根本原因。在此基础上,推导出"失控"角的解析表达式。最后提出桥侧电感参数优化以及控制波屏蔽两种电流过零畸变抑制方法。仿真和实验表明,所提方法可有效抑制过零畸变,并网电流总谐波畸变率可减小25%~35%。