基于双闭环策略的光伏并网逆变器鲁棒H_∞控制

光伏并网系统中,为了抑制逆变器参数不确定和外界干扰对输出电能的影响,提出了鲁棒双闭环控制策略。首先设计电压环线性化自抗扰鲁棒控制器,以稳定直流侧母线电压;其次建立系统电流环的广义参数不确定模型,并利用LMI设计了电流环鲁棒H∞控制器,实现对逆变器有功电流和无功电流的精确控制。通过仿真与传统PI控制方法进行比较,验证了该控制策略可以有效地消除模型不确定因素和外界扰动对系统输出性能的影响,增强光伏并网系统的鲁棒稳定性。     

基于双采样的LCL型并网逆变器并网电流间接控制研究北大核心CSCD

在并网逆变器滤波方面,LCL型滤波器比LC型滤波器具有更加优良的高频谐波滤除能力,但是LCL型滤波器的谐振效应也给并网系统的稳定性带来一定的挑战。实际的并网逆变器通常采用逆变器侧电流和电容电压作为反馈进行控制,在分析LCL型并网逆变器结构的基础上,文章提出一种逆变器侧电流反馈控制并网电流和电容电压反馈抑制谐振的并网逆变器控制方案,无需逆变器外部增加电流传感器,给出了精确的并网电流参考值计算方法。实验验证了文章所提控制方案的有效性。     

参数不确定并网逆变器的H_∞控制算法

针对并网逆变器中的电容和电感元件存在参数不确定性及直流输入电压变化且有噪声干扰的问题,研究了提高逆变器并网电流质量的H_∞控制算法。首先通过一阶泰勒近似的方法建立LCL型并网逆变器的参数不确定模型;其次选取低通滤波器作为性能加权函数以减小输出误差,构建包含并网逆变器参数不确定模型和性能加权函数的增广控制系统;最后求解出最优H_∞控制器。仿真试验表明,该控制输出的并网电流在扰动条件下仍能够稳定,且响应速度快、谐波少,与电网电压同频同相,符合并网的要求。     

带LCL滤波的单相逆变器滑模控制

针对带LCL滤波器的并网逆变器的不稳定性,提出一种基于逆变器侧电流反馈滑模控制策略,间接控制并网电流,以避免系统谐振。将并网电流参考值看成和电网电压成比例,推导出逆变器侧参考电流,解决间接控制并网电流相位滞后问题。理论推导滑模变结构控制律在并网逆变器应用的存在性和系统稳定性,所提控制策略无需增加额外的传感器。应用电压基波信号估计,以减轻电网高次谐波对系统控制的影响。仿真实验证明提出的控制策略可实现逆变器并网电流与电网电压同频同相,提高了系统的鲁棒性。     

光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究

针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。     

基于d-q坐标系下LCL型光伏并网逆变器的PI+状态反馈控制

在单相LCL型光伏并网逆变器的数字控制中,需要考虑LCL有源阻尼与控制延时补偿。为此,提出一种基于d-q坐标系下单相LCL型光伏并网逆变器的PI+状态反馈控制策略;将延时当作增广状态,构造离散增广状态空间,设计带控制延时估计的状态观测器;基于观测器的状态反馈,实现LCL的有源阻尼,补偿正交信号发生器与坐标变换引入的控制延时;同时,在状态反馈的外环设计PI控制器,改善系统的控制性能。最后通过仿真与实验,验证PI+状态反馈控制策略的可行性。     

弱电网下光伏并网逆变器的数字H∞鲁棒控制器设计

针对弱电网下光伏并网逆变器可能发生的失稳现象,提出一种光伏并网逆变器的数字H_∞鲁棒控制器设计方法。首先建立传统控制策略下光伏并网逆变器的控制模型,并分析其在弱电网条件下的稳定性。为了提高LCL型光伏并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,考虑数字控制延时的影响,通过建立离散域下光伏并网逆变器的标准H_∞控制模型,并设计加权函数,求得光伏并网逆变器的数字H_∞控制器。与传统的双闭环控制策略相比,理论分析与仿真和实验结果均表明,所设计的数字H_∞控制器可显著增强弱电网条件下光伏并网逆变器的稳定性。     

基于网侧电流估算的LCL型光伏并网逆变器控制方法

在LCL型并网逆变器中,逆变器侧的电流传感器具有安装简易、开关模块保护动作灵敏等优点。通过比较LCL型并网逆变器采用网侧电流反馈和采用逆变器侧电流反馈的控制结构得出,采用网侧电流反馈具有更好的谐波抑制能力。在此基础上,文章提出了一种采用逆变器侧电流来估算网侧电流的方法,并将估算结果代替网侧电流的检测值,最后将网侧电流估算反馈控制与逆变器侧电流反馈控制的性能做对比。搭建了LCL型逆变器仿真模型和物理实验平台,仿真结果和实验结果验证了该网侧电流估算方法的正确性。     

基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制策略

为了提高惯性和促进电网恢复,提出一种基于LCL型并网逆变器的虚拟同步发电机模型预测控制（MPC-VSG）策略。该方法在模型预测控制（MPC）中引入虚拟同步发电机（VSG）控制输出电流内环的参考值,使内环电流参考值可随电网电压和频率变化。基于Matlab搭建仿真模型,和MPC控制方法相对比和分析。仿真结果表明：当逆变器输出功率发生变化时,采用VSG的模型预测控制可增加电网的惯性和稳定性,改善系统暂态过程。     

弱电网条件下LCL型三相光伏并网逆变器研究

针对常规并网逆变器在弱电网环境下易出现不稳定情况,在考虑电网阻抗变化条件下设计LCL型滤波器网侧电流及电容电压双闭环控制策略。基于LCL型光伏并网逆变器拓扑结构,在dq同步旋转坐标系下建立数学模型,进行解耦及控制器设计。分析电网阻抗变化对LCL型滤波器的影响,给出一种考虑不同电网阻抗条件下锁相环扰动的系统参数设计方法。最后通过仿真验证理论推导的正确性和可行性,以及三相光伏并网逆变系统的稳定性和鲁棒性。     

基于扰动观测器的微网逆变器鲁棒H∞控制策略

为抑制微网逆变器在孤岛模式下运行存在的内部参数摄动和负载扰动,文章提出了一种基于扰动观测器的鲁棒H∞控制策略。基于所建立的逆变器多参数摄动模型,利用内模原理和小增益定理设计电压环鲁棒H∞控制器;采用扰动观测器对负载投切时所产生的负载电流扰动进行观测和补偿,以提高系统的动态特性。采用2 kW实验样机对所提出的控制策略进行验证。实验结果表明,该控制策略不仅能有效抑制逆变器工作时的内部参数摄动和负载扰动,提高微网逆变器的鲁棒性能,而且在负载切换时具有快速的动态响应。     

基于EIO光伏并网逆变器非奇异快速终端滑模控制设计

为了减小外界干扰和系统参数的不确定性等因素对光伏并网逆变系统的影响,文章提出了基于非奇异快速终端滑模控制的光伏并网逆变器控制策略。设计了基于等价输入观测器的光伏并网逆变器干扰项补偿器,推导了在参数不确定和外界干扰情况下的逆变器的反馈控制律。仿真结果表明,采用扰动观测器与非奇异快速终端滑模控制相结合的策略,增强了系统的鲁棒性,提高了跟踪精确度,系统具有良好的动态性能。     

电网频率波动时LCL并网逆变器重复控制研究

针对电网频率波动时,并网电流畸变和谐波较大的问题,提出了静止坐标系下LCL并网逆变器的重复控制策略,该策略可有效降低并网电流谐波畸变率;在静止坐标系下,LCL并网逆变器数学模型无耦合现象,省去了复杂的解耦运算,从而该控制策略简单易实现;在确定电路参数的基础上,对重复控制进行了参数设计,并通过仿真试验证明了理论分析的正确性。研究成果对于提高电能质量意义重大。     

L+LCL型双频单相并网逆变器参数设计及控制方法研究

为了降低并网逆变器的开关损耗,提高系统效率和并网电流质量,提出一种L+LCL型双频单相并网逆变器,集成一个低开关频率的逆变单元和一个高开关频率的整流单元,低频单元负责向电网传递电能,高频单元采用前馈补偿的方式产生消谐电流,无需提取高频电流谐波分量。高频单元侧滤波器采用LCL结构,具有更小体积的同时降低输出电流中的高频开关谐波,提高并网电流质量。介绍了双频单相并网逆变器的工作原理,给出系统的参数设计方法,利用样机进行实验测试。结果表明,该并网逆变器在保证并网电流质量的同时,具有良好的稳态性能和动态响应,并验证了这种双频并网逆变器的效率优势。     

LCL型并网逆变器并网电流复合控制研究

LCL型并网逆变器采用直接并网电流单闭环控制策略,系统存在稳定性差和控制精确度差等问题。针对该情况,以并网电流瞬时值作为外环反馈量,以LCL滤波器电容电流瞬时值作为内环反馈量的双环控制策略。内环采用比例调节增大阻尼以消除LCL输出滤波器的振荡属性,增强系统的稳定性,外环复合PI控制和重复控制增强系统的动静态特性。详细分析控制方法的工作机理,并给出控制器的设计方法。最后在一台以DSP2812为核心控制器的1.5 k VA并网逆变器装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既可保证系统的稳定性,又能提高并网电流的性能。     

三电平并网逆变器基于有限集模型预测控制的新型谐波抑制策略

有限集模型预测控制应用于大功率并网逆变器能在控制并网电流的同时降低开关频率,然而随着开关频率的降低,并网电流的谐波显著变大.针对这一问题,提出一种带有新型谐波抑制策略的改进型有限集模型预测控制方法,谐波抑制这一目标被添加到有限集模型预测控制的多目标优化过程中,谐波抑制策略是基于三角函数正交性对谐波幅值进行提取来实现的....     

Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略

提出一种Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略。在对比直流链电压间接控制和直接控制的基础上,指出间接控制电容电压能获得比直接控制直流链电压更佳的暂态响应;用自适应模糊PI控制实现最大功率点跟踪和升压控制的解耦;对空间矢量脉冲宽度调制策略进行改进,降低开关损耗的同时最大程度地提高了Z源逆变器的升压能力;逆变器交流侧采用LCL型滤波器与电网连接,可提高入网电流的质量,采用一种基于单位延时的控制策略,可有效地抑制LCL滤波器的谐振,提出满足稳定性的LCL滤波器参数设计方法。仿真和实验结果验证综合控制策略的正确性和有效性。     

弱电网下并网逆变器电容电压前馈控制策略

针对LCL型并网逆变器接入弱电网后稳定裕度下降和谐波含量超标的问题,建立三相LCL型并网逆变器系统的数学模型。首先分析电网阻抗的宽范围变化对系统稳定性的影响,构建基于逆变侧电流反馈控制系统的电容电压前馈控制策略。其次,以传感器数量最小化为原则,对电容电压有源阻尼的参数进行设计以及在前馈补偿环节叠加滤波器进行优化设计,以保证并网逆变器在弱电网下始终具有足够的稳定裕度。最后,搭建并网逆变器仿真模型和实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

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。     

基于改进型滑模控制的光伏并网控制策略研究

针对在特定频率下LCL型滤波器可能产生的系统振荡和抗干扰能力不理想的问题,文章提出一种改进型双闭环滑模控制策略。该策略的直流母线电压外环采用传统滑模控制,并网电流内环采用改进的滑模控制,以削弱系统抖振。利用Matlab/Simulink仿真平台对光伏并网系统的抗干扰能力、动态响应特性以及并网电流谐波含量进行了研究,结果表明,改进型滑模控制策略能够实现单位功率因数并网,有效提高系统的鲁棒性和动态响应特性,降低并网电流的谐波含量。