基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网系统模型预测控制

为了克服传统并网逆变器不能兼具升降压变换的功能以及死区引起的输出波形畸变等问题,设计一种基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网系统。提出一种改进的有限集模型预测控制策略来控制并网Quasi-Z源逆变器的直流升压电压和交流输出电流,更好的调节输出波形的质量、提升系统的动态性能和稳定性。在所设计的系统中,依据测得的Quasi-Z源逆变器的电容电压和交流负载电流的值,再对电容器电压和输出交流的数值进行预测。在确定qZSI可能产生的每一个电压矢量之后,将其用以跟踪电容电压和输出电流参考值。从而在单级逆变器中实现光伏发电的最大功率点跟踪和单位功率因数并网,在光照强度阶跃变化时,仿真结果表明系统具有优良的动态响应性能。结果验证了所采用的系统结构和算法的有效性和可行性。     

一种新型Quasi-Z源逆变器及并网应用研究

提出一种新型Quasi-Z源逆变器拓扑,该拓扑是将2个传统的电流连续型Quasi-Z拓扑进行并联。对比于传统Quasi-Z源逆变器,该拓扑的输入侧电流连续,有效降低阻抗网络中的一个电容的电压,提高了升压比,有效降低了器件电压应力,提高了系统的可靠性。通过采用SVPWM最大恒定升压调制策略进行调制,设计了基于dq坐标系电流解耦及阻抗网络电容电压恒定的原理控制,并将该拓扑应用于三相并网系统。     

对称Quasi-Z源单相光伏并网逆变器的多环控制

对称Quasi-Z源逆变器很好地解决了传统Z源逆变器存在的电容电压应力高、启动冲击电流大等缺陷。分析了其工作原理,建立了基于对称的Quasi-Z源单相光伏并网发电系统,并提出了采用基于比例谐振(PR)调节器的单相并网逆变器的多环控制策略。在Matlab/Simulink环境中搭建系统仿真模型,对相关参数和控制策略的选取进行验证。仿真结果表明,基于比例谐振调节器的单相并网逆变器的多环控制策略不但能有效地实现并网逆变器的控制,而且能使系统保持稳定。     

基于准Z源的多电平光伏并网控制系统研究

为了克服组串式光伏系统在部分遮挡条件下无法向外输出最大功率的问题,以准Z源逆变器为光伏逆变的基础拓扑,用模块化级联式多电平光伏逆变器结构,构建了一套可实现模块级最大功率点跟踪的光伏并网系统。与传统DC—DC级联DC—AC的光伏逆变器结构相比具有有源器件少、能量转换级数低、可靠性高等优点。文中阐述了基于准Z源逆变器的级联式多电平光伏并网系统的工作原理,并给出闭环控制策略,提出采用功率电流双闭环结构实现准Z源多电平逆变器并网控制,通过功率控制环保证准Z源网络直流侧电压恒定,电流控制环用于控制入网电流波形,减小并网谐波电流,提升并网质量。仿真结果验证了所述控制方法的有效性。     

光伏并网逆变器最大功率传输控制研究

建立了光伏并网逆变器的EL功率模型。基于EL功率模型和无源控制理论,通过光伏阵列MPPT的最大功率计算光伏并网逆变器期望最大输出功率,利用阻尼注入方法设计了光伏并网逆变器无源功率控制器。该无源功率控制器可使光伏并网逆变器输出功率有效跟踪光伏阵列最大功率点的功率,进而实现最大功率传输;同时可实现网侧单位功率因数、电流低谐波。仿真及实验结果表明基于EL功率模型的无源功率控制器可实现光伏并网逆变器最大功率传输。     

光伏并网系统的混成控制研究

针对光伏并网系统是一个非线性、不确定性、非纯一性的典型混成动态系统,本文将混成控制理论应用于光伏并网系统的最大功率点跟踪和并网逆变器控制策略的设计。首先简单介绍了混成控制理论,分析了光伏并网系统的混成特性,然后分别设计了最大功率点跟踪和并网逆变器混成控制决策,建立了基于混成自动机的光伏并网系统控制模型,最后通过仿真验证所建模型及方法的正确性和有效性。仿真结果表明该方法能够快速实现最大功率点跟踪,并能够实现并网电流精确跟踪电网电压。     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能,实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿,提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础,推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律,可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论,给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法,可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统,使光伏并网系统除提供有功功率外,同时兼备无功与谐波补偿功能,增强了光伏并网功能。     

三相光伏并网Z-源逆变器的比例谐振控制

将具有独特的X型网络的Z-源逆变器应用于光伏并网系统,利用逆变器桥臂直通状态实现直流侧升压.对Z-源逆变器的拓扑结构和工作原理进行了详细的分析;根据电网电压定向的控制策略结合比例谐振控制器,利用改进的空间矢量脉宽调制方法实现了逆变器并网控制,使Z-源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压,输出电流和电网电压相位,实现单位功率因数运行和电流波形正弦化.仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能,验证了采用的系统结构和控制策略的有效性和可行性.     

基于LCL滤波的光伏并网逆变器电流滞环控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,提出的光伏并网逆变器通过LCL滤波器并入电网,采用非线性的电流滞环控制策略,建立光伏模块和LCL滤波器的数学模型,将基于电导增量算法的最大功率跟踪(MPPT)控制和有源阻尼算法集成在滞环控制系统中,实现了光伏模块最大功率输出,并有效抑制了LCL滤波器的自然谐振。提出了集成统一的电流滞环控制策略。仿真结果验证了光伏模块数学模型和MPPT算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应仿真表明,集成统一的电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网的电流品质,提高系统的稳定性。     

单相光伏并网逆变器固定滞环的电流控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,以Matlab/Simulink为仿真平台,建立光伏模块和最大功率跟踪控制器的数学模型和仿真模块,分析光伏模块的电气特性,实现最大功率点的动态跟踪,提出集成式光伏模块和最大功率跟踪控制的并网逆变器系统模型和电流滞环跟踪控制的数学模型和控制策略,仿真结果验证光伏模块数学模型和最大功率跟踪算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应进行了仿真,表明电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网电流的品质,使电网功率因数为1。     

Z源光伏建筑并网逆变器的无差拍控制研究

对一种新型的光伏建筑并网逆变器——Z源逆变器的无差拍控制进行了研究。在阐述了Z源逆变器的升压原理和无差拍电流控制原理的基础上,将无差拍电流控制应用于Z源并网逆变器控制中。通过MATLAB仿真表明,该控制方法控制策略简单、有效,具有良好的稳态和动态特性,实现了Z源逆变器的单位功率因数并网。     

Z-源逆变器在光伏发电系统中的应用

Z-源逆变器由于采用独特的X型Z-源网络,可以利用逆变器桥臂直通状态实现升压功能,从而使单级Z-源逆变器具有与两级并网系统相类似的性能。该文论述基于Z-源逆变器的光伏并网系统在变换效率、可靠性以及成本方面的优势,提出了一种新的单级Z-源逆变器并网系统两级控制策略, 该控制策略实现了MPPT控制和逆变器并网控制,使Z-源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压,输出电流与电网电压同相位,从而达到较高的功率因数。软件仿真和实验分析证明了该控制方法具有优良的动、静态特性,适合各种变化的天气情况。     

单相光伏并网逆变器的无差拍控制研究

逆变器是光伏并网发电系统的核心设备之一,为了使光伏系统最大限度地输出高质量的电能,必须对逆变器电流进行快速有效的控制。阐述了光伏并网逆变器工作原理和无差拍电流控制方法,给出了逆变器占空比的计算和参考电流的获取方法,并将无差拍电流控制应用于单相并网逆变器控制中。MATLAB软件仿真表明,无差拍控制方法控制策略简单、有效,使用该控制方法的系统具有良好的稳态和动态特性,并网电流波形好。     

Z源逆变器最新进展及应用研究

Z源逆变器利用其独特的阻抗网络来实现升降压变换,从而能更好地适用于输入电压宽范围变化的场合.介绍了传统Z源逆变器的工作原理及特点,由于存在电容电压应力高、启动冲击电流大的缺陷,又对比分析了两种Quasi-Z源逆变器和新型Z源逆变器的改进情况;然后归纳了各种Z源逆变器的应用,并以光伏系统中的应用为例,对比介绍了已有的Z源逆变器的并网控制方法;分析了Z源逆变器并网系统目前存在的问题,对其今后的发展方向做出了展望,并指出Z源系统中的谐波、无功电流等电能质量问题将是今后的研究热点.     

基于Z源电容电压变化的并网电流控制策略

Z源逆变器属于单级系统,具有结构简单,允许逆变桥同一桥臂上下功率器件直通,输出波形畸变小等优点,在光伏发电等输入电压变换范围比较大的场合具有很好的应用前景。在光伏并网系统中,并网电流的频繁变化将会对电网的电能质量带来负面影响。为此,本文结合单相Z源光伏并网逆变器的特点,提出了通过Z源电容电压变化来调节并网电流幅值的控制方法。该方法能够减小并网电流的波动,从而改善并网电流的波形质量。实验结果证明了该控制策略的有效性。     

单相光伏并网逆变器固定滞环的电流控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,以Matlab/Simulink为仿真平台,建立光伏模块和最大功率跟踪控制器的数学模型和仿真模块,分析光伏模块的电气特性,实现最大功率点的动态跟踪,提出集成式光伏模块和最大功率跟踪控制的并网逆变器系统模型和电流滞环跟踪控制的数学模型和控制策略,仿真结果验证光伏模块数学模型和最大功率跟踪算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应进行了仿真,表明电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网电流的品质,使电网功率因数为1.     

Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略

Z源逆变器(ZSI)/准Z源逆变器(qZSI)利用独特的阻抗源网络和直通调制手段,可在单级系统中同时实现升/降压和直流-交流逆变的功能,适用于具有较大输入电压变化的光伏并网发电系统。本文以具有连续电流输入的电压源型准Z源逆变器为例,分析了基于ZSI/qZSI的光伏并网系统工作原理;针对ZSI/qZSI特殊的直通占空比与逆变调制系数制约关系,推导出ZSI/qZSI正常工作条件下的电容电压范围,提出ZSI/qZSI光伏并网系统的电容电压恒压控制策略。该控制策略将最大功率点跟踪(功率控制)和光伏系统入网电流控制(电能质量控制)解耦,简化了控制器设计,实现了ZSI/qZSI光伏并网系统的闭环控制和最大功率点跟踪,同时可确保在同等输出输入电压比的情况下开关器件电压应力最小。     

低压微网中三相光伏并网逆变器控制策略研究

在低压微网中,以三相光伏并网发电系统为对象,分析了三相光伏并网逆变器的数学模型。并网逆变器电流内环采用瞬时电流控制,可以实现系统电流动态跟踪,但是电流内环采用传统PI控制需要功率前馈解耦影响和复杂旋转坐标变换。在瞬时电流控制的基础上,对三相光伏并网逆变器提出一种外环为瞬时功率控制、内环为瞬时电流准比例谐振的控制策略,并采用复传递函数方法分析了PR控制器的动态性能。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了光伏并网逆变器参考功率控制;在光伏并网发电系统输出功率发生突变的情况下,电流内环控制具有快速准确动态跟踪性能,并实现了功率解耦控制,为电网输出高质量电能,仿真结果有效验证了该控制策略的效果。     

三相光伏并网逆变器控制策略的研究

对现有光伏发电系统并网逆变器控制策略的特点进行了分析、讨论和总结。对较实用的电压源输入、电流源输出中,基于电流闭环与功率闭环的多种内环控制方式进行了评述。最后,对并网逆变器控制策略在光伏系统中的发展方向进行了展望。     

新型MPPT算法的分布式光伏故障穿越控制策略

单级式光伏并网逆变器目前广泛应用于分布式光伏电站。此处基于单级式光伏并网逆变器,提出了一种比例谐振(PR)控制与新型最大功率点跟踪(MPPT)算法相结合的控制策略。该新型算法将光伏阵列的输出电压和输出电流进行周期性采样并计算其功率比值,再与阈值大小进行比较,判断电流扰动方向得出最大功率点的输出电流参考值并经过功率守恒公式变换为电流环给定值,然后基于PR控制策略实现并网。最后,基于RTDS搭建了450 kW光伏并网逆变器硬件在环实验平台,实验结果验证了对于不同类型的故障,所提控制策略均能实现低电压穿越且恢复响应速度较快。