LCL型并网逆变器双闭环控制方法的研究

在并网逆变器中,LCL滤波较L滤波具有更好的滤波效果,但LCL型并网逆变器为三阶系统,在谐振频率处存在谐振尖峰,易发生谐振,采用入网电流直接闭环控制很难抑制谐振尖峰。采用电容串联电阻的无源阻尼方法,能抑制阻尼,但损耗较大。针对该情况,提出并网电流瞬时值外环,电容电流瞬时值内环的双环控制方法。在理论方面详细分析了电容电流内环能够抑制谐振尖峰,提高系统稳定性,入网电流外环能够实现对入网电流的直接控制。通过仿真和实验,结果表明该方法能够有效抑制电网电流谐振,提高并网电流的稳态控制精度。     

三相LCL型光伏并网逆变器设计

逆变器是光伏发电实现并网的核心元件，其性能直接影响光伏并网发电的稳定性和电能质量。针对LCL型滤波器谐振尖峰，研究分析了6种无源阻尼方法。采用电容支路串电阻法抑制谐振尖峰，设计了基于并网电流反馈无源阻尼的三相LCL型光伏逆变器结构，并对各项参数进行了优化设计。最后，仿真验证了逆变器结构的有效性和参数设计的合理性，为创新港概念厂项目实施光伏发电提供了技术参考和指导。     

一种单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略设计

在构建LCL型并网逆变器控制数学模型的基础上,针对LCL型并网逆变器出现的谐振尖峰问题,提出了有源阻尼控制策略,并对控制系统参数特性进行了设计,以及采用电网电压前馈补偿方法提高了系统控制性能。     

基于风电网侧变流器虚拟阻尼控制策略的研究

由于风电变流器LCL滤波电路存在谐振问题,为提高风电变流器系统稳定性,目前无源阻尼技术和有源阻尼技术是实现滤波器谐振峰值抑制的有效方法,其中有源阻尼方案是近年来研究的热点。本文通过对LCL型风电并网变流器的入网电流闭环特性进行分析,提出一种基于LCL滤波器的电容电压反馈改进有源阻尼控制方法,在控制环节中构建滤波器增加闭环控制系统的阻尼抑制谐振的发生,提高系统稳定性,不增加额外硬件成本和系统损耗。通过搭建基于双馈感应发电机组网侧变流器仿真模型,对文中提出改进的控制策略进行验证,理论分析和仿真结果证明提出的虚拟阻尼控制策略具有有效性和可行性。     

多谐振恒功率控制策略的微电网谐波抑制研究

针对LCL滤波型微电网逆变器并网过程中出现的谐振问题,提出了LCL恒功率控制和多谐振PI控制相结合的微电网逆变器谐波抑制策略,在对原理详细分析并建立数学模型的基础上,着重就恒功率多谐振PI复合控制策略的实现过程进行了研究。通过仿真验证了控制策略的有效性,表明该方案稳定了输出功率,降低了微网逆变器并网电压总谐波畸变率、电流畸变率,抑制效果明显,是一种行之有效的谐波抑制方法。     

改进型LCL滤波器拓扑在有源滤波器中的应用

为了使并联有源滤波器谐波电流补偿性能、开关纹波衰减率、系统稳定性和功率损耗等方面性能得到系统的折中和优化,提出了一种改进型LCL滤波器拓扑,该结构充分利用了LCL滤波器的频率特性,在阻尼电阻两端引入开关纹波谐振分流支路,同时在阻尼电阻上串联一小电感,有效的减少了阻尼电阻的损耗而不改变系统的静态和动态性能。仿真结果证明了所提拓扑的正确性和可行性。     

考虑电感寄生参数的有源前端LCL滤波器的设计

针对作为变换器和电网的接口的LCL滤波器的谐振问题,对LCL滤波器的设计方法、网侧谐波的国际标准要求以及电感的寄生现象进行了研究,对电感的实际模型进行了建模及影响因素推导,提出了一种考虑电感寄生参数的5 k W有源前端的LCL滤波器设计方案,利用Matlab/Simulink软件对提出的LCL设计方案进行了仿真分析,将设计的模型与理想模型进行了波特图对比,从频域的角度论证了方案的有效性,并在软件上进行了电路仿真,从系统的角度验证了方案的可行性,最后搭建了基于Dspace的5 k W有源前端的实验平台,对方案进行了进一步的验证,依据实验及仿真估算结果提出了减小损耗的改进方案。研究结果表明,该方案能充分利用LCL滤波器电感的寄生电阻,实现较好的谐振抑制性能,同时将损耗控制在可接受的范围之内。     

三电平APF的LCL滤波器设计和分析研究

针对有源电力滤波器(APF)补偿谐波电流时纹波较大的问题,对二极管箝位型(NPC)三电平APF的LCL滤波器设计和分析方法进行了研究。分析了滤波电感、电容和阻尼电阻等各个参数对LCL滤波器的影响,给出了LCL滤波器的设计原则和约束条件,提出了一种简单实用的LCL滤波器设计方法。首先,根据有源电力滤波器需要补偿谐波电流的最高次数和开关频率选定LCL滤波器谐振频率;然后,为了解决低频谐波电流和高频开关纹波电流互相干扰的问题,同时为了减小电感体积、节约成本,根据设计原则和约束条件对LCL的各个参数进行了优化设计;最后,在5 kVA三电平并联型有源电力滤波器实验平台上进行了实验验证。实验及研究结果表明,该设计方法在保证有源电力滤波器高补偿带宽的同时可以有效降低其纹波电流。     

三相并网逆变器滤波器研究

在风力发电机逆变器输出的并网电流中,滤波器是保证电流质量的关键器件,良好的滤波器能有效地抑制谐波。详细分析了L、LC、LCL滤波器的结构及设计准则,并采用无源滤波的方法对LCL滤波器进行了优化,有效地提高了滤波器的谐波抑制特性。     

光伏反激并网微型逆变器THD性能仿真研究

针对光伏反激并网微型逆变器的输出功率随着太阳能电池输出功率不断地变化,且在逆变器的输出功率比较低时并网输出电流的总谐波失真(THD)指标不能满足并网要求的问题,研究利用PI准谐振控制器对光伏反激并网逆变器进行了并网控制。通过运用状态空间平均法建立了光伏反激并网微型逆变器的数学模型,基于该数学模型建立了仿真模型,对传统的PI控制器与PI准谐振控制器的控制性能进行了仿真分析。研究结果表明,在不同输入电压、负载条件下,采用PI控制器的逆变器输出并网电流的THD较大,不能满足并网要求;而采用PI准谐振控制器时THD均小于5%,能满足并网要求,从而验证了新控制方法的有效性。     

基于状态空间的电力有源滤波器控制策略

基于状态空间法对通过LCL与电网连接的电力有源滤波器进行了建模,通过对LCL滤波器特性的分析,应用全状态反馈来抑制LCL滤波器的谐振.在建模基础上把电网影响引入观测器设计,研究了电网建模对状态估计效果的影响,并解决了电网对APF补偿输出造成的无功问题.给出了电网电压前馈的规律.最后的仿真结果证明了该设计的正确性.     

LCL型有源电力滤波器并网电流控制研究

APF的控制关键就是对输出电流及直流侧电压进行控制,L,LC型并网的并网电流由于开关频率受限,并网电流含有较大的开关频率附近的谐波电流,同时滤波电感过大导致设备体积大,成本高,并影响并网控制的动态性能.LCL型滤波器有着更好的效果,该文就LCL型滤波器PI控制的稳定性,内电感电流跟踪特性,并网电流跟踪特性和电网电压抑制特性进行了深入研究,得出了并网指标对闭环根频率的技术要求.     

基于PLC的直驱永磁风电机组机械谐振自动控制方法

为降低变流器的滤波器滤波电容扩大引起的电力系统谐振恶化情况,提出了基于可编程逻辑控制器（PLC）的直驱永磁风电机组机械谐振自动控制方法。首先,基于直驱永磁风电机组结构,构建风力机空气动力模型,分析全功率变流器的功率特性,研究直驱永磁风电机组机械谐振特性;其次,结合研究结果采用PLC编制相关控制程序,应用参数自整定模糊PID控制方法在PLC的中央处理器内保存、处理所编制的程序以及风电机组相关设置;最后,经由中央处理器调动相关指令信息后,以信号形式返回至执行机构完成指令,实现直驱永磁风电机组机械谐振控制。实验结果表明：该方法可较好地抑制直驱永磁风电机组机械谐波电流;全功率变流器并网三相输出侧的电压、电流可在0.10 s内恢复稳定,滤波器三相、单相输出侧的输出电压分别在约0.02、0.12 s接近稳定;同时可有效抑制非线性负载对直驱永磁风电机组电流的扰动。     

LCL型有源电力滤波器设计与研究

有源电力滤波器能够有效的抑制电力系统中的谐波电流和平衡无功功率。文中在分析LCL型有源电力滤波器基本原理的基础上,建立了dq坐标系下的LCL型有源电力滤波器的数学模型,搭建了LCL型有源电力滤波器的主电路和控制系统,给出了主要元器件的参数和硬件结构图;在MATLAB/Simulink中建立了LCL型有源电力滤波器模型,仿真分析结果表明:LCL型有源电力滤波器对电力系统中的谐波电流有很好的抑制效果,该LCL型有源电力滤波器设计合理。     

LCL补偿型浮标感应耦合电能传输系统特性

感应耦合电能传输(ICPT)可用于浮标系统水下传感器的长期稳定可靠供电。在此建立LCL补偿型浮标ICPT系统的模型,分析得出不同负载下,谐振点处该结构的输出功率和效率都较高;分析水下次级绕组LCL补偿与串联补偿的区别,当次级品质因数小于1时,LCL补偿输出功率更大;进而提出补偿电路的设计思路;建立LCL补偿型浮标ICPT系统实验平台。实验表明系统在12 V电源条件下,输出功率最高达到18.637 W,效率达到0.649,且能实现恒流输出,证明了设计的合理性,提升了系统性能。     

三相PWM整流的融合车载充电系统

利用电动汽车驱动电路,搭成车载充电系统,可以减少成本、体积和车重。文中给出了系统结构,设计采用了虚拟电阻法来抑制LCL滤波器的谐振问题,并利用三闭环控制实现车载电池的恒流恒压充电过程;过程仿真结果验证了设计的有效性,系统具有一定的工程应用价值。     

光伏并网逆变器的控制策略研究

针对直流母线上100 Hz电压纹波对并网电流质量的影响,从集中式逆变器的拓扑、控制策略及环路设计等方面进行了研究,设计了一种应用于集中式逆变器的双环控制器。"双环控制器"具体来说,就是电压外环稳定直流母线电压,电流内环控制并网电流,针对该技术,分析了直流母线上100 Hz电压纹波对控制环路的影响,提出了光伏并网逆变器的控制策略。     

LCL滤波在PWM整流器中的应用

采用LCL滤波可以有效地减小PWM整流器开关频率及其倍数的高次谐波.但是LCL滤波元件存在谐振问题,会严重影响系统的稳定性.针对上述问题,提出了可以根据系统要求及成本因素,采用抑制谐振电阻或虚拟电阻的策略避免谐振,并对滤波参数计算及控制策略进行了分析,最后仿真结果证明了能够减小高次谐波并具有较好的稳定性.     

基于数据驱动的反馈型二自由度控制器设计

本文以离散时间线性时不变系统为研究对象,提出了一种基于虚拟参考反馈整定的二自由度控制器设计方法。该方法通过离线的输入输出数据直接整定控制器的参数,使系统的给定跟踪性和抗扰性均得到明显改善。此外,通过设计合适的滤波器,验证了如果控制器参数稳定可保证闭环系统在学习过程中收敛。最后仿真证明了该方法的优越性和有效性。     

基于LCL滤波器的谐波抑制型能量回馈器的研究

针对LCL滤波器存在谐振尖锋的问题,在电流单环控制的基础上加入了有源阻尼电流环,讨论分析了逆变器侧电流环和有源阻尼电流环的电流双闭环控制方法.在电网电压具有较高的谐波干扰下,电流双环控制不能完全抑制因扰动引起的电流谐波,故提出了重复控制器与电流双闭环结合的复合控制技术.分别从系统的稳定性、扰动抑制性、收敛性和稳态误差特性几个方面对复合控制技术进行了讨论和分析.基于Matlab/Simulink平台建立了LCL型能量回馈器逆变系统的仿真模型,进行了关键参数的调试,并对输出电流谐波含量和电网电压有谐波干扰时输出电流波形的谐波含量进行了对比.研究结果表明,基于重复控制和电流双环控制的复合控制技术的能量回馈器输出的电流谐波含量更低,对外部干扰的抑制能力更好.