双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究

逆变器并联系统各模块输出电压的幅值和相位不一致会产生有功环流和无功环流.从逆变器等效输出阻抗的角度,对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逆变器并联系统的环流特性进行了研究.理论分析、仿真和实验结果证明,对于双闭环控制电压源逆变器并联系统,各模块输出电压单位幅值差造成环流的大小取决于单模块逆变器等效输出阻抗的模值,环流的无功功率与有功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值;各模块输出电压单位相位差造成环流的大小取决于单模块输出电压和等效输出阻抗的模值,环流的有功功率和无功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值.     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

一种简化的逆变器并联控制技术研究

依据输出有功功率差和无功功率差分别调节输出电压相位和幅值的控制技术较多地应用在逆变器并联控制中.但是,对于基于电压电流双闭环反馈的电压源型逆变器,输出有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值均有耦合关系.本文推导出逆变器的等效输出阻抗,研究了有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值的定量关系.讨论了器件精度对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,在此基础上提出一种简化的并联控制策略:即基准电压同步,根据环流大小调节基准电压幅值.建立了并联系统模型,分析了并联系统特性,给出了实验结果.     

基于虚拟阻抗的改进型微电网下垂控制策略

通过对传统下垂控制算法的有功、无功分析,引入虚拟电感的电压电流双环控制策略,虚拟电感使逆变器等效输出阻抗成感性,从而通过调节感抗匹配程度提供功率均衡效果;提出一种多逆变器并联运行的改进型下垂控制算法,通过改进型下垂控制参数设置,减弱了阻抗对环流的影响。实验仿真结果表明,改进型多逆变器并联的微电网下垂控制算法提高了多逆变器的并联运行性能,有效地减小了多逆变器并联运行的环流问题,大大提高了多逆变器并联运行的无功均衡效果。     

基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联特性研究

针对低压微网中采用传统下垂控制的并联逆变器功率均分效果差以及母线电压和频率偏移问题,分析了并联逆变器的环流和功率输出特性,提出一种基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联控制策略。该策略实现了逆变器等效输出阻抗的精确可控,且具有虚拟同步发电机的基本特性,逆变器等效电压源的频率和相位能够实现自同步功能,在不需要功率环的情况下间接实现了并联逆变器功率均分且具有环流抑制能力。通过设计电压二次调节控制,消除了微网母线电压和频率的偏移问题。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

单相并网逆变器多频阻抗模型及其在谐振环流分析中的应用

逆变器并联并网系统中存在带宽频率以外的谐振环流,不利于逆变器的安全运行。为分析并联系统中谐振环流特性,首先充分计及数字控制及脉宽调制非线性环节的影响,基于一维频谱分析法研究了调制波存在扰动时的逆变器输出电压谐波成分,提出了适用于单相逆变器并联并网系统的多频阻抗模型。基于该模型,采用广义奈奎斯特稳定判据明晰了控制载波相位对并联系统稳定性的影响,鉴别了逆变器间谐振环流所处的频率范围,指出逆变器输出阻抗模值的提升有助于谐振环流的抑制。实验结果表明,所提出的多频阻抗模型的正确性及其在并联并网逆变器谐振环流分析时的有效性。     

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。     

基于虚拟阻抗的多逆变器并联运行控制策略研究

考虑到低压微电网中多逆变器并联运行时功率合理分配和环流抑制的问题,提出了一种基于虚拟阻抗的多逆变器并联运行控制策略.由于逆变器的等效输出阻抗存在较大的差异,通过引入虚拟阻抗使得逆变器的系统输出阻抗呈可调节的感性,降低了线路电阻引起的功率耦合,并改善了各逆变器输出电压质量.在此基础上通过改进逆变器的功率下垂控制策略,实现...     

控制参数对并联逆变器性能的影响

并联逆变器要求具有较强的环流抑制能力和较硬的外特性.通过对电感电流瞬时值反馈SPWM逆变器的分析,分别得出了电流内环控制参数、电压外环控制参数对逆变器输出阻抗幅值、输出阻抗角以及外特性的影响.提出了一种逆变器单元控制参数的设计方法,按照该方法设计的逆变器能够很好地抑制环流,同时能实现较硬的外特性.仿真和实验证明了所提出的参数设计方法的正确性.     

逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法

对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统，各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流。该文分析了逆变器输出电压产生直流分量的原因，介绍了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法。通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节，相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流。在由两台3kVA逆变器组成的并联系统上进行的试验结果证明，该文介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果。     

基于电流控制电压源的并联三相变流器环流抑制控制方法

三相变流器并联运行能提高系统可靠性和传输容量,然而并联结构为环流提供了流通路径,可能导致供电质量降低,运行损耗增加,为此必须采取措施抑制环流。本文以变流器作为电流控制电压源,通过增加环路等值阻抗的方法抑制环流。经分析可知,变流器输出电压不对称及线路参数不对称引起的零序环流和谐波环流流经相同的路径,采集并联变流器系统环流,经转移阻抗计算得到输出电压,并与正常运行时的控制系统输出电压叠加,环流回路相当于增加了该转移阻抗。仿真结果表明,采用该方法且转移阻抗选择纯电阻时,零序环流和谐波环流均能进行有效抑制。     

模数混合分布式逆变器并联控制方法

提出了逆变器并联运行系统一种新的分布式无主从控制策略，同步控制和均流控制解耦。前者以数字方式实现，后者基于数字和模拟混合电路实现；各并联逆变器模块之间同时实现完全电气隔离和瞬时值均流，并允许任一模块热插拔。注重分析了输出电压有效值调节在并联系统中的特性以及与均流调节的相互耦合和不利影响，提出将环流信号引入有效值调节环路，有效地改善了并联系统的均流特性和稳压特性。理论分析和实验结果证明了控制方法的有效性和工程可实现性。     

模数混合分布式逆变器并联控制方法

提出了逆变器并联运行系统一种新的分布式无主从控制策略，同步控制和均流控制解耦。前者以数字方式实现，后者基于数字和模拟混合电路实现；各并联逆变器模块之间同时实现完全电气隔离和瞬时值均流，并允许任一模块热插拔。注重分析了输出电压有效值调节在并联系统中的特性以及与均流调节的相互耦合和不利影响，提出将环流信号引入有效值调节环路，有效地改善了并联系统的均流特性和稳压特性。理论分析和实验结果证明了控制方法的有效性和工程可实现性。     

基于虚拟阻抗的低压微网多逆变器环流抑制研究

低压微网内逆变器等效输出阻抗导致多逆变器间环流上升,低压微网整体运行出现异常,稳定性下降,严重时会造成器件损毁。为解决上述问题,提出基于虚拟阻抗的低压微网多逆变器环流抑制研究,在低压微网结构中,分析等效输出阻抗对输出功率特性的影响,提出多环控制策略,在下垂控制方基础上引入虚拟阻抗,将全部逆变器的等效输出阻抗由感性转变为阻性,均分低压微网负荷功率,提升低压微网稳定性。在Matlab/Simulink仿真平台内构建低压微网仿真模型,仿真结果显示引入虚拟阻抗后可将低压微网多逆变器间的环流最大值降至2A以下,保障低压微网系统稳定运行;分布式电源的离、并网情况下微网运行特性仿真结果证明所提方法及控制器的可行性与有效性,可有效实现整个逆变器并联系统的环流抑制。     

电压电流双闭环反馈逆变器并联控制

对电压电流双闭环反馈控制单相逆变器的输出特性进行了研究,给出了单相逆变器并联系统的等效模型,分析了并联系统中电流环流与逆变器基准信号幅值和相位的关系,并在此基础上提出了一种通过对逆变器输出电流进行有功、无功分解,然后对基准信号的幅值和相位进行解耦控制的逆变器并联控制策略.针对单相逆变器的有功、无功电流分解问题,通过构造三相对称电流,运用瞬时无功理论对输出电流进行有功、无功分解,从而得到输出有功电流、无功电流并给出电流分解的实现框图.基于上述原理研制了实验样机,实现了2台2 kV·A逆变器的并联运行控制,实验结果验证了所提出方法的可行性和有效性.     

逆变器并联控制技术研究

本文研究了无输出隔离变压器的逆变器并联系统环流特性及其并联控制实现。在确定双闭环控制逆变器闭环传递函数并了解其等效输出阻抗特性的基础上,建立了基于等效输出阻抗的并联系统模型分析其环流特性,并提出了一种新的基于有功功率和无功功率的逆变器并联控制方案,最后通过实验验证了逆变器并联控制方案的可行性。     

基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法

针对逆变器并联系统的动态均流问题,提出了阻抗匹配模式的逆变器并联控制方案.依据电路等效理论,将开环控制的逆变器等效为给定电压源与虚拟阻抗串联的电路形式,并给出了阻抗参数的辨识方法.以逆变器的等效电路作为被控对象模型,推导出可改变逆变器输出虚拟阻抗的控制方法.给出了并联逆变器间的虚拟阻抗匹配关系.所设计的逆变器除需共享电压给定基准正弦信号外,完全自主均流,控制方法简单.采用两台容量为1 kVA、空载输出电压为220V的逆变器并联进行了仿真和实验研究.仿真与实验结果显示:两台逆变器输出电流之差峰值小于0.1A;在负载阶跃变化中,无过渡过程.