容性等效输出阻抗的逆变器并联控制研究

并联逆变器的等效输出阻抗一般设计呈感性、阻性及阻感性。通过合理的控制方法和合适的参数设计,在以上三种等效输出阻抗形式下,均可实现微网中的多逆变器并联控制。为进一步寻求更优的并联控制策略,建立了两台逆变器并联运行系统模型,通过引入虚拟阻抗,将逆变器输出阻抗设计呈电容性,推导出了容性等效输出阻抗条件下的下垂控制算法,提出了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略。通过仿真分别对比了容性和感性、阻性等效输出阻抗条件下的功率均分特性,结果表明,容性等效输出阻抗条件下的多逆变器并联运行系统具有更好的性能。通过两台额定功率均为2k VA的光伏逆变器并联系统平台验证了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略的正确性。     

逆变器无线并联虚拟阻抗分析

逆变器无线并联提高了分布式供电系统的可靠性和灵活性,其控制原理为PQ下垂法。传统PQ下垂法基于逆变器并联理想等效模型,各逆变模块参数完全一致,而实际系统中由于器件参数与输出线路阻抗不一致,导致各模块等效输出阻抗不同,造成模块间环流。在系统中加入自校正虚拟阻抗,校正输出阻抗特性,进一步满足等效内阻抗与下垂控制策略间耦合控制关系,进而减小模块间环流。仿真结果证实加入虚拟阻抗后,系统具有良好的均流性能。     

并联逆变器输出阻抗分析及电压控制策略

在分析低电压微电网中并联逆变器的基础上,通过引入虚拟复阻抗,提出了一种基于虚拟复阻抗的电压控制策略,使逆变器输出阻抗在工频条件下呈纯阻性,进而改善多逆变器并联均流控制效果。通过对比分析输出阻抗的幅频特性,深入探讨了不同控制参数对逆变器输出阻抗的影响,并选取了合适的控制参数,给出了相应的下垂控制方法。最后,搭建了仿真模型和实验平台。仿真和实验结果验证了所提的控制策略的正确性和有效性。     

微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感（LCCL）滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。     

逆变器输出阻抗对并联运行环流影响的研究

给出了逆变器并联时各机输出的有功和无功表达式，详细分析了逆变器输出阻抗对环流的影响，用仿真验证了分析的结果。最后介绍了一种考虑输出阻抗中阻性分量影响的电压调节方法，并且给出了在两台三相60kVA的UPS上实验的结果。实验表明采用改进的电压调节方法后，可以减小并联运行时的环流。     

微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感(LCCL)滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。     

微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感（LCCL）滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。     

基于电压扰动源的并网逆变器输出阻抗测量方法

并网逆变器输出阻抗是判定其并网运行稳定性的重要参数,通常采用谐波电流注入法测量。但由于并网逆变器本身存在背景谐波,会影响测量结果的准确性,采用非整数谐波的偏频电流注入方法能够有效避免该问题。然而,由于实际电网运行频率在一定范围内波动,采用谐波电流源注入非整数次谐波电流时存在难以同步的问题,从而造成测量误差。针对以上问题,该文利用电压扰动与电流扰动两种阻抗测量方法的等效性,提出通过同一台电压扰动源产生基频及非整数次谐波电压进行逆变器阻抗测量的方法,以提高阻抗测量的准确性,最后通过插值获取逆变器全频段阻抗。实时数字仿真结果证明了所提测量方法的有效性和可行性。     

基于阻性下垂的逆变器无线并联均流控制

通过电压、电流双闭环控制参数的设计将逆变器输出阻抗调整为阻性,提出一种改进的基于阻性输出阻抗的功率下垂策略,加入自适应虚拟电阻以调节逆变器等效输出阻抗,改善有功功率调节,削弱有功功率均分同输出电压幅值的强耦合,在并联单元输出电压幅值由于不可控因素造成一定程度差异时也能实现较好的功率均分。引入电压参考前馈,用于补偿瞬时值电压环未引入积分环节造成的空载闭环增益损失。有效值环的加入在保证系统负载调整率的同时,也使得系统闭环不会出现过增益。实验结果表明所提控制方案应用于阻性逆变器无互联线并联均流控制的有效性。     

逆变器并联系统阻抗分析

逆变器并联系统的环流抑制是实现并联需解决的关键问题,增大逆变器输出阻抗可有效抑制环流,但会严重影响逆变器的抗扰动特性。针对这一矛盾,提出了在传统双闭环控制结构基础上加入平均负载电流前馈的控制方法,通过详细的理论分析,得出该方案有效地增大了并联逆变器间的阻抗,增强了系统的环流抑制能力和抗扰动能力。并通过仿真进行了验证,证明该方案对环流抑制效果明显且简单易行,对增强并联系统稳定性具有实用意义。     

一种快速无功支撑的阻容性逆变器并联控制方法

在低压微电网多逆变器并联系统中,负荷突变会导致微电网电压波动,逆变器具备快速无功支撑能力是维持电压稳定的必要途径。该文通过将阻容性虚拟复阻抗引入到逆变器输出电流反馈中,提出一种快速无功支撑的阻容性逆变器(RC型逆变器)及其并联功率分配方法。该逆变器将其等效输出阻抗设计成阻容性,可实现微电网在公共连接点处的无功功率快速支撑,从而保持系统电压稳定,并可抑制逆变器输出阻抗和电网阻抗间的谐振,进一步降低电压畸变。在对阻容性逆变器进行等效建模基础上,通过设计阻容性虚拟复阻抗,给出该类逆变器并联的多环功率精确分配方法,包括功率下垂控制外环,虚拟阻抗中间环及输出电压控制内环。分析虚拟复阻抗参数对并联环流的影响,并选取合适的控制参数。仿真和实验验证了控制方法的有效性。     

可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器

将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性可使其体现对系统无功电压调整过程相逆的电源特性,这种特性使得分布式电源逆变器更容易参与公共连接点处的电压调整。对比等效输出阻抗成感性、阻性和容性的3类逆变器下垂控制特性,对容性等效输出阻抗逆变器电压电流控制环进行数学建模;针对容性等效输出阻抗逆变器设计具备下垂调节和克服电压偏离功能的鲁棒功率外环控制器。对比仿真和实验证明,容性输出阻抗分布式电源逆变器控制器能够快速抑制系统功率变化带来的电压波动,能有效地参与系统电压调整。     

逆变器小信号输入阻抗分析及应用

采用开关平均法分析了电压型及电流型逆变器开环小信号输入阻抗并得出了其具体解析表达式,利用Matlab编程做出了逆变器输入阻抗的波特图并和PSpice交流分析结果进行了比较。分析了该结果在直流区域配电系统小信号稳定性分析中的应用。     

并网逆变器谐波电流抑制研究中的准无穷大输出阻抗概念与应用

为抑制并网逆变器入网电流的谐波成分,提出并网逆变器输出阻抗准无穷大的思路。基于该思路,从并网系统诺顿等效电路的输出阻抗角度入手,详尽分析电网电压比例前馈控制、电网电压优化前馈控制和多谐振控制对输出阻抗影响的基础上,提出一种基于优化前馈与多谐振控制组合的控制策略。实验结果证明了所提组合谐波抑制策略的有效性。     

可调阻抗无互联线并联逆变器的控制方法

传统的无互联线并联逆变器PQ下垂法是由同步电机并网理论推导而来的,它具有稳态均流精度低和动态响应差等缺点.分析了逆变器并联系统的有功功率和无功功率的环流模型,并且基于传统的PQ下垂法,增加了具有阻抗调节功能的两个控制环节,提高了系统的动态和静态环流抑制能力,并且降低了系统对线阻抗等参数不平衡的敏感程度.仿真和实验结果均验证了该方案的良好性能.     

三相并网逆变器闭环输出阻抗建模及其优化

变压器漏感、线路阻抗等导致实际电网存在阻抗,并网逆变器输出阻抗与电网阻抗不匹配容易导致并网逆变器的稳定性变差,甚至不稳定。采用阻抗稳定判据对系统稳定性分析时,研究并网逆变器的闭环输出阻抗特性至关重要。首先在静止坐标系中建立了并网逆变器的闭环输出阻抗模型,并对电网存在阻抗情况下系统稳定性机理进行了研究。针对数字控制系统中计算延时和PWM调制等效延时对闭环输出阻抗的影响,提出了一种阻抗优化方法,以增大闭环输出阻抗幅值,提高系统的稳定性。采用改进阻抗的方法,以网侧存在RLC阻抗为例,对并网逆变器的稳定性进行了分析以及实验验证,结果表明所提出方法的正确性和有效性。     

不平衡运行工况下并网逆变器的阻抗建模及稳定性分析

实际运行中,并网逆变器常工作在电网电压、电网阻抗和逆变器滤波电感均不平衡的复杂工况下。文中研究了在此复杂不平衡工况下并网逆变器的阻抗模型及其和电网互联系统稳定性分析策略。在并网逆变器公共耦合点电压不平衡和逆变器滤波电感不平衡运行工况下,推导了电压不平衡分量及滤波电感不平衡和各谐波分量之间的关系,建立了并网逆变器在正、负序坐标下的输出导纳模型,得出了导纳矩阵的解析表达式,并分析了正、负序及耦合导纳的特性。依据广义奈奎斯特判据和逆变器不平衡导纳表达式,给出并网逆变器在不平衡运行工况下也适用的阻抗稳定性运行判定方法。最后,对不平衡工况下所研究的系统稳定性判据的有效性进行了实验验证。     

基于虚拟稳态同步阻抗的VSG输出阻抗与小信号建模分析

虚拟同步发电机VSG（virtual synchronous generator）由于能够模拟同步发电机的运行特性而受到日益关注。通常而言,VSG通过下垂控制自动独立调节频率和电压,存在有功功率和无功功率易发生耦合振荡等问题,而虚拟稳态同步阻抗方案是一种能够通过调整逆变器输出阻抗特性从而抑制功率耦合振荡的有效方案。首先,介绍了基于虚拟稳态同步阻抗VSG控制策略的基本原理,分析了该方案下的VSG输出阻抗特性,发现该方案下的输出阻抗可由设定的虚拟稳态同步阻抗决定,与逆变器自身的滤波器和闭环控制器等参数无关;然后,通过建立逆变器小信号模型,得出了虚拟稳态同步阻抗可以增加VSG系统低频域特征根阻尼比,有效抑制功率耦合振荡的结论;最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验,进一步验证了基于虚拟稳态同步阻抗的VSG控制策略理论分析的正确性。     

三态滞环控制逆变器等效输出阻抗计算与分析

三态滞环控制电压源逆变器采用电压外环和电流内环双闭环控制技术,具有电路拓扑和控制电路简单、稳态和动态性能良好的特点。对于电压源型逆变器,稳态电压精度是其输出电压的一个重要指标,其大小取决于逆变器的等效输出阻抗的大小。利用三态滞环控制逆变器的闭环传递函数求解出其等效输出阻抗的表达式,分析了逆变器控制电路参数对稳压精度的影响。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。