非隔离型逆变器输出直流分量的研究

针对非隔离型并网逆变器输出电流向电网中注入直流分量的问题,在改进并网型逆变器的基础上,提出了一种基于虚拟电容原理的新的控制策略。这种逆变器本身具有一定的隔离作用,可以防止直流注入电网,运用新的控制方法能够更好地消除直流分量对电网的影响。设计了一个400 V/10 A的并网系统,运用仿真实验对提出的方案进行验证,结果表明新的控制策略能够很好地抑制直流分量。     

逆变器输出电压直流分量产生原因与抑制方法

基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的三态滞环控制逆变器。其输出交流电压中通常含有的不能满足要求的直流分量。详细分析了产生逆变器输出电压直流分量的几种原因，介绍了减小逆变器输出电压直流分量的方法。理论分析和试验结果证明：三态滞环控制逆变器输出电压直流分量的变化量与其基准正弦波直流分量的变化量成正比。同时。运算放大器的零点漂移、开关管属性不一致等因素对逆变器输出电压直流分量也有较大影响。     

光伏并网逆变器输出电压直流分量的瞬时补偿策略

光伏并网逆变器输出电压中的直流分量会给逆变器、电网以及负载带来危害,为此,提出了一种基于重复控制思想的光伏并网逆变器输出电压直流分量的瞬时补偿策略。分析了光伏并网逆变器输出电压直流分量的产生原因。引入重复控制思想,以载波周期为单位检测光伏并网逆变器输出电压直流分量,并将每个载波周期检测得到的输出电压直流分量结果之和作为反馈与输出电压PI控制环一起调整正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)占空比,实现对光伏并网逆变器输出电压直流分量的补偿。实验结果验证了该策略的可行性。     

光伏逆变器并网电流直流分量抑制方法研究

通过分析并网电流直流分量与交流电压、电流采样值漂移之间的关系,确定了导致出现直流分量的主要因素;然后利用低通滤波电路实现了并网电流直流分量的分离,通过增加直流分量闭环控制,消除了并网电流的直流分量;同时利用高通滤波器对电网电压采样值进行滤波,在抑制电压采样值漂移的同时,高通滤波器的相角超前特性补偿了电流环的相角滞后,提高了功率医数。最后,通过测试不同负载状态下并网电流的总谐波畸变率(THD)、功率因数及直流分量指标,验证了所提方法的有效性。     

单相并网逆变器的直流分量抑制策略

为解决并网逆变器的直流注入问题,以LCL型并网逆变器为研究对象,提出一种可抑制直流分量的并网逆变器电流跟踪控制策略。所提策略采用直接控制入网电流的双闭环技术,其中电流外环在常规基波电流控制支路的基础上,增加了一条由积分控制器组成的直流分量抑制支路,在不影响逆变器基波电流跟踪控制表现的基础下,可增大逆变器的直流输出阻抗,抑制直流分量的产生。所提策略实现简单,无需检测输出电流中的直流分量,其直流抑制的机理为在逆变器输出端口串联一个在直流分量无穷大而在交流频率处的阻值有限的虚拟阻抗。通过建模和频域分析证实了所提策略的直流抑制性能。仿真和实验进一步验证所提策略不仅可以实现基波指令信号的无静差跟踪,而且对直流分量具有良好的抑制表现。     

入网电压控制型逆变器直流分量的动态分析与消除

针对入网电压控制型逆变器的并网电流直流注入问题进行研究。基于轴压调节控制型的单相LCL型并网逆变器,建立并网数学模型,并结合逆变器的控制结构对并网电流注入直流分量的原因进行详细的数学分析与公式推导,结果表明直流分量的大小与电网电压幅值和频率的变化量近似呈线性关系。同时为了抑制和消除直流分量对逆变器并网系统所带来的不利影响,提出电流偏移补偿(CDC)控制策略,该策略在电网电压幅值波动和电网频率波动时能够有效地补偿并网电流中的直流分量,保证入网电压控制型逆变器优良的控制性能。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性与所提控制策略的有效性。     

基于DSP的逆变器输出电压直流分量软件调偏法

逆变器输出直流分量会对逆变器本身和其负载产生不利影响,必须采取有效措施消除直流分量以保障系统可靠运行.分析了产生直流分量的各种原因,讨论了基准正弦波对双闭环逆变器输出直流分量的影响,通过比较硬件调偏和软件调偏的优缺点,提出了两种新颖的软件调节方法.详细叙述了各自工作原理及实施方法.在一台基于DSP TMS320F281...     

非隔离并网逆变器进网电流直流分量抑制策略参数优化设计

非隔离并网逆变器存在向电网注入直流电流的风险。而现有针对该问题的虚拟电容法的控制器参数选择未兼顾进网电流控制器的稳态和动态性能。为此,提出一种比例谐振和虚拟电容(PR+C)控制器参数优化方法。首先,通过控制系统传递函数分析了虚拟电容和PR控制器之间的相互影响,并由幅值和相位裕度约束系统稳定性,初步给出参数选择范围。其次,定义了表征基波电流跟踪性能和直流抑制效果的3个指标,通过客观赋权法得到目标函数后在选择范围内进行优化参数求解。最后,通过样机实验对比不同控制参数下的控制性能,验证了优化参数的有效性。最终结果表明,所提参数优化过程简单明了,能够客观地权衡直流分量抑制效果和进网电流跟踪能力。     

HERIC型并网逆变器及其直流分量抑制的研究

针对传统非隔离型逆变器并网时直流分量的注入问题,分析了典型单相全桥逆变器产生直流分量的原因,进而介绍了一种HERIC型并网逆变器。HERIC型逆变器的自身结构具有一定的隔离性,能够在续流状态下将直流电源与电网进行隔离。为进一步消除逆变器工作状态下的直流分量,提出了一种抑制直流分量的闭环控制策略,该策略通过在逆变器输出端口串联一个对直流分量具有无穷大增益的虚拟电阻,实现对直流分量的抑制。设计了一个400 V/20 A的逆变器并网系统,通过仿真实验对提出的方案进行验证,结果表明该方案在对直流分量的抑制上具有良好的表现。     

三相并网逆变器直流分量瞬时抑制策略研究

针对三相并网逆变器直流分量波动问题,提出一种基于改进迭代比例积分(PI)控制的直流分量抑制策略。采用滑动平均滤波以工频周期为单位测取直流分量,利用迭代PI控制的周期积分特性反馈补偿空间矢量脉宽调制(SVPWM)脉宽,引入单神经元参数自调整提高迭代PI控制的动态性能和鲁棒性。最后,仿真和实验结果验证了所提抑制策略的有效性。     

基于PSCAD的电网电压不平衡情况下光伏并网逆变器控制策略的研究

为了实现光伏并网逆变器在电网电压不平衡情况下能够输出平衡的三相电流,建立了电网电压三相不平衡情况下光伏并网逆变器的数学模型,分析了采用传统同步旋转dq坐标系下PI控制策略的缺点,在研究同步旋转正负序坐标系下双dq-PI控制的基础上,给出了一种改进的dq-PI控制策略。在PSCAD环境下,对传统PI控制策略和改进的dq-PI控制策略进行了对比验证,仿真结果表明光伏并网逆变器采用改进的dq-PI控制策略能够得到三相平衡的输出电流。     

级联型逆变器输出电平的研究

传统级联型逆变器的每个级联逆变单元通常是完全一样的,这样会限制输出电平的数目。本文提出在级联单元数不变的情况下,通过改变每个级联单元输入电压之间的变比,得到更多的输出电平,使输出电压波形更接近于正弦波。本文介绍了电流SPWM控制方法,对其在不同输出电平时的控制规则进行了描述,并对该控制技术进行了频谱分析。实验结果证明,该方案是正确可行的。     

全桥逆变器高频功率变压器偏磁问题研究

分析了全桥逆变器功率变压器产生直流偏磁的机理;在对现有抗偏磁措施进行比较的基础上,提出了一种基于UC3879的移相全桥逆变器直流偏磁抑制措施。该措施采用电流控制模式,在不影响软开关实现的前提下,抑制偏磁的极限值跟随输出功率的改变而改变,实现变换器在全负载范围内对偏磁的抑制。实验表明,该措施能很好地消除变压器的偏磁问题。     

并联型级联多电平逆变器直流电容电压控制方法

对电容独立的并联型H桥级联多电平逆变器电压内外环加电流环的3环控制方法进行研究,重点研究电压环的控制,即直流侧电容电压的平衡稳定控制策略,提出了将误差量化为正弦函数叠加于各H桥调制波上的电压移相控制方法,在跟踪输出补偿电流的同时,实现了直流侧电容电压的平衡与稳定控制。仿真实验结果表明:采用该控制策略,各H桥的直流电容电压稳定,各桥之间直流电压平衡,并联装置补偿效果良好。     

准Z源逆变器电容电压最佳值设置的研究

准Z源逆变器(QZSI)的升压能力(直流链母线电压)由直通占空比决定,逆变能力由调制比决定,直通占空比和调制比相互制约。主要是研究如何设置QZSI的电容电压最佳值,即获得最合适的升压能力和逆变能力,以优化效率,且分别在常用的几种升压方式下,对电容电压的最佳值设置进行了详细理论推导。仿真和实验结果证明了理论推导的正确性。     

不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值的控制策略

不对称电压暂降在电网实际运行中时有发生,此时电压负序分量的出现将导致光伏逆变器输出功率波动和三相电流畸变;同时电压暂降情况下电压幅值的降低使得输出电流峰值的增大,进而给光伏系统运行带来安全隐患。为此,需进行不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值控制策略的研究。对目前研究较为广泛的不对称电压暂降情况下光伏逆变器控制方法进行了分析,着重研究了光伏逆变器的三相输出电流,给出了三相电流峰值和可能出现的最大电流峰值的计算方法,进而提出了限制电流峰值的方法,能够保证不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值。仿真分析验证了所提方法的有效性。     

基于虚拟同步机的并网逆变器不平衡电压灵活补偿策略

电力电子设备大量地接入电网,给电网带来了系统惯量和阻尼降低等问题。为了提高不平衡电网频率稳定性和改善电网电压的电能质量,提出了基于虚拟同步机的不平衡电压灵活补偿控制策略。通过采用虚拟同步控制,在电网频率波动时提供有功功率支撑,提高电网频率稳定性。通过采用负序电压前馈补偿,抑制公共连接点不平衡电压,改善电能质量。通过建立不平衡电网下的虚拟同步机模型,提出采用电压前馈的不平衡电压抑制策略。进而,分析了采用电压前馈补偿策略的控制性能,研究不平衡电压补偿系数的设定方法。提出的控制方法可根据电网电压不平衡度的控制目标和设备剩余容量自动地调整不平衡电压补偿系数,实现不平衡度灵活调节。最后,通过仿真结果验证所提控制策略的正确性和有效性。     

低输入电压高效率并网微逆变器的研究

针对单个光伏电池输出电压较低这一问题,提出了一种低输入电压、高效率的单相两级光伏并网微逆变器拓扑。该拓扑前级采用一种高效率的高增益DC/DC结构,实现了软开关技术;后级为全桥逆变结构,采用单电感滤波,应用软件锁相和重复控制电流内环、电压外环等软件控制方法实现逆变并网。研制了一台额定功率为300 W的单相光伏并网微逆变器。经测试,该逆变器满载时并网电流总谐波含量(THD)为1.3%,效率为93.6%,验证了所提拓扑的可行性与有效性。     

一种多功能并网逆变器的综合集成控制方法

为提高并网逆变器的适应能力,研究了一种多功能并网逆变器的综合集成控制方法,实现对正、负序下的基波有功、无功及谐波的综合控制。首先在电网不平衡下,分析了一种正序旋转d,q坐标系的电流联合控制方法,实现对正、负序电流的控制,提高系统的响应性能。针对非线性负载谐波问题,提出一种谐波复合补偿控制方法,将6k±1次特征谐波变换成旋转d,q坐标系下6k次谐波,旨在降低系统的复杂度。然后对基波、2次纹波和6k次指令电流叠加,通过比例谐振(PR)控制器实现综合集成控制。最后搭建了并网逆变器实验系统,验证了所提综合集成控制方法的有效性。