单相光伏逆变器输出滤波电感非线性分析及改进

在单相光伏并网逆变器中,为了降低逆变器输出电流的总谐波失真(THD)值及提高整机效率,需要滤波电感在轻载电流下有足够高的电感值,同时又能在重载电流下保持一定感量.为了解决这个问题,在单相光伏并网逆变器输出滤波电感中采用非线性电感方案.基于工程电磁场理论,运用有限元分析软件深入研究了台阶气隙非线性电感特性的产生机理,发现...     

基于耦合电感的光伏逆变器漏电流抑制研究

无变压器隔离的光伏逆变系统会导致光伏逆变系统对地之间产生较大的漏电流,目前降低漏电流的方式主要是基于电路拓扑和控制方式的优化.本文首先分析了对地漏电流的成因,以及几种控制漏电流的策略和机理.在此基础上提出了一种新颖的基于耦合电感的方式来降低无变压器隔离光伏逆变系统的漏电流.主要思路是在逆变电感增加耦合绕组并通过电容来构...     

光伏并网逆变器的电能质量分析

准确、实时地检测电网电压及并网电流对光伏并网逆变器的可靠运行具有重要的指导意义。着重分析了Z源光伏并网逆变器的电能质量分析系统的软件实现方法,通过对电网电压及并网电流的数据采样和处理,得到有效值、有功功率、无功功率等电力参数,并采用快速傅里叶变换(FFT)算法实现并网电流THD的计算。实验结果证明了理论分析和软件设计方案的正确性。     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究

针对单纯PI控制的缺点,对光伏并网系统中逆变器的控制进行了改进,提出重复控制和PI控制相结合的电流跟踪控制策略。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI控制则利用偏差调节原理,使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。此外,加入预测算法以便消除逆变器开关器件和输出滤波网络的延迟影响,使并网电流与电网电压相位趋于一致。实验结果表明,新的控制策略可有效改善并网电流波形,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统

提出了基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统,其可在一级变换器中实现升压、逆变、单位功率因数并网和最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的功能。该拓扑在电压源和三相逆变桥间加入包含耦合电感的无源网络,通过调节桥臂的直通占空比和耦合电感的匝比,实现母线电压的提升。由于桥臂直通成为一种正常工作方式,系统的可靠性得到了提高。此外,采用单级逆变器和通过采样输出电流实现 MPPT 的方式简化了系统,降低了成本且易于实现。算例结果验证了该方法的可行性。     

基于锁相环相位补偿的光伏逆变器低电压穿越快速无功控制

在低电压穿越故障恢复阶段,针对弱网下光伏并网系统无功回撤速度慢易导致暂态过电压的问题,提出了基于锁相环相位补偿的光伏逆变器低电压穿越快速无功改进控制策略。首先从相位跳变、锁相环动态、电网强度几个方面分析了常规光伏逆变器无功回撤速度不足的原因。然后根据光伏逆变器出口内电势与锁相环相角关系的机理分析,提出了基于相位补偿的锁相环改进控制策略。从无功控制需求出发推导了补偿相位的确定方法,并建立光伏并网系统单机电磁暂态仿真模型,验证了所提出的改进控制策略在三相对称、不对称、线路切除等故障场景下的有效性。最后基于RT-Lab搭建光伏发电并网系统半实物仿真平台,进一步验证了改进控制策略的有效性。该控制策略使光伏逆变器获得了更快的无功回撤能力,可有效抑制低电压故障恢复阶段的暂态过电压问题。     

一种光伏独立逆变器非线性控制方法

三相多功能光伏逆变器的独立逆变功能一般采用基于d-q坐标变换的双闭环控制策略。在没有负载电流前馈的条件下,独立光伏逆变器抗负载扰动能力差,超调严重。针对这一问题提出一种非线性控制方法,根据电压的偏差通过逻辑切换改变电感电流内环反馈大小,该方法相当于改变了系统的等效阻尼,从而改善系统的动态性能。利用PSIM和MATLAB进行联合仿真并根据仿真分析结果设计100 k W三相光伏独立逆变器,仿真和试验结果验证了所提方法的有效性。     

考虑电网电压基波锁相环控制的单级式光伏逆变器柔性并网方法

针对目前光伏并网逆变器存在基波电压定向偏差、直流电压崩溃以及逆变器并网对电网产生冲击的问题,提出一种基于电网电压基波锁相环技术的三环控制方法,应用于单级式光伏并网逆变器,提高逆变器输出性能,并实现柔性并网.该方法首先基于电网电压基波的锁相环技术,实现对电网电压基波分量定向,定向效果取决于锁相环的设计性能;其次采用三环控制结构避免直流电压崩溃问题,减小输出电流总谐波因数;最后采用合理的并网控制逻辑,实现光伏逆变器柔性并网.实验验证了该方法的可行性,可提高系统动态响应实时性与稳态跟踪精度,实现系统高可靠运行.     

电流型光伏并网逆变器的关键技术研究

由于光伏并网逆变器是太阳能光伏并网发电系统的核心部分,它分为电压型和电流型两种逆变器.针对目前使用最为广泛的电压型光伏并网逆变技术存在着众多的缺陷,本文介绍了一种基于电流源特性的电流型光伏并网逆变器.该装置利用了导抗变换器和采用直接电流双环控制与同步锁相环相结合的综合控制策略,实现了光伏系统电流型并网的目的.采用电流型...     

电流跟踪型逆变器中电感值的计算

从采用滞环比较方式跟踪指令电流信号出发 ,推导出电流跟踪型逆变器中输出电感值的估算公式。通过仿真 ,验证了该公式的正确性。采用本方法选取的电感值 ,可使跟踪电流纹波以及开关元件的开关频率不超过规定值 ,且能得到良好的实时跟踪性能     

三相光伏并网逆变器电流扰动孤岛检测建模及分析

电流扰动法是孤岛检测方法之一。首先建立了三相光伏并网逆变器孤岛检测时域数学模型,在此基础上探讨了有功电流扰动和无功电流扰动对公共耦合点电压幅值和频率的影响,并进行了量化分析。在MATLAB/Simulink仿真环境中根据IEEE Std.929—2000标准进行三相逆变器孤岛测试仿真研究,仿真结果验证了量化分析的正确性。所得结论有助于在可靠进行孤岛检测的前提下,最大限度地减小电流扰动对电能质量的负面影响。     

基于相序解耦谐振控制器的基波正序电压相位检测方法

在并网逆变系统中,必须能够准确、快速地检测出电网电压正序分量的相位信息,以便实现单位功率因数并网,然而,传统锁相环技术存在电网电压发生不对称故障时,其检测精度受到负序电压分量的影响而导致检测不准。提出一种基于相序解耦谐振(sequence-decoupled resonant,SDR)控制器的锁相环检测技术,该方法利用SDR控制器将正序电压分量从不对称电压中分离出来并对其进行相位跟踪,从而实现锁相环功能。仿真与实验结果表明,该方法在电网电压不对称、频率变化及电网畸变情况下,能对电网基波正序电压相位进行良好的检测。     

一种可实现微网系统快速平滑并网的主动同步控制策略

为实现微网系统从孤岛运行模式到并网运行模式的平滑过渡,微网与主电网的同步是首要考虑的问题。提出了一种新型基于锁相环原理的主动同步控制策略,该方法通过主动调节微网母线电压的频率、相角和幅值跟踪主电网电压,从而减小并网时刻的电压偏差,达到孤岛模式向并网模式的平滑过渡。同时,采用电压矢量叉积作为鉴相器,微网频率和相角可同时快速有效地跟踪电网频率和相角。并且该方案不需传递相位等时域信号,仅需依赖于低带宽的通信,原理简单、易于实施。最后,实时硬件在环仿真与实验结果表明,该控制方案可实现微网快速平滑并网。     

基于非线性PI控制器的三相锁相环实现

三相锁相环作为电力系统中相位跟踪的一个重要元件,为提高常规PI控制方式锁相环的相位跟踪精度及速度,提出了一种可变增益非线性PI控制方式的三相锁相环实现方法。分析了非线性PI控制方式的三相锁相环工作原理和非线性控制器的设计方法。基于Matlab/Simulink的仿真结果显示,在对称三相、不对称三相和对称三相频率突变时,非线性PI控制器的比例增益及积分增益能够按照偏差信号的变化进行自动调整,比常规PI控制方式的锁相环跟踪速度更快、跟踪精度更高,能够很好地满足有源电力滤波器对谐波检测的高精度和实时性的要求。     

光伏并网逆变器检测平台的研制

为保证光伏并网逆变器的性能及安全,研制了检测平台,分析了并网逆变器的测试方法和步骤,介绍了光伏并网逆变器检测平台的开发。整个检测平台由控制计算机、数据采集系统、RS 485和通用接口总线(general-purpose interface bus,GPIB)系统组成。检测平台由可编程的直流电源、交流电源和RLC负载分别模拟太阳能电池板、电网特性以及负荷特性。整个系统通过LabVIEW软件界面控制,由GPIB和RS 485总线实现仪器间的通信控制,提高了系统的自动化程度。该检测平台可用于光伏并网逆变器电气性能测试、保护功能测试、电磁兼容测试等。实践证明该系统结构配置合理、设备可靠、精度高。     

光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法

针对光伏并网发电系统中关键部件--逆变器的结构设计与控制方法研究进行了详细分析和阐述.从电网、光伏阵列以及用户对逆变器的要求出发,分析了各种不同的逆变器拓扑结构与控制方法,比较其运行效率和控制效果.对于目前国内外光伏发电系统中并网逆变器的研究现状、亟待解决的问题进行了阐述,指出光伏发电系统中并网逆变器高效可靠运行的发展方向.     

基于光伏并网低电压穿越的改进锁相环设计

基于光伏并网逆变系统对低电压穿越(LVRT)技术的严格要求,针对当电网发生不对称电压跌落时锁相环(PLL)可能出现锁相失败的情况,利用一种充当PLL前置滤波的二阶广义积分(SOGI)相序分离法对PLL进行改进,使改进后的PLL能够应对多种形式的电网电压跌落故障。最后,在Matlab中创建了仿真模型,从得到的理想波形可以证实此改进方法的可行性。     

基于DDS原理的逆变器锁相技术的研究与实现

作为一种关键的控制技术,数字锁相被广泛应用于逆变器并网以及与其他逆变电源并联运行的场合。基于传统正过零检测数字锁相环的工作原理,针对锁相环路中压控振荡器的频率控制精度问题,采用直接数字频率合成器(DDS)的方法对数字锁相环进行设计。详细分析了数字锁相环的模型,采用XC164CM单片机设计了数字锁相控制系统,并在一台额定输出功率为500W的并网型光伏逆变装置上进行了实验。仿真和实验结果验证了理论的正确性。     

组合式三相逆变器锁相控制策略

该控制策略基于锁相技术,通过远程采样某相输出电压进行信号解调,解决了传统组合式三相逆变器存在着的各相之间同步信号长距离通信时易受干扰,导致各相输出电压相位差较大的问题。三相3.6kVA原理样机实验验证了该控制策略的可行性及正确性。该方案简单,易于实现,且即使是同规格不同设计逆变器模块之间的组合也能获得对称三相输出电压。     

基于优化广义积分锁相的单相光伏逆变电源研究

在并网逆变电源的锁相环控制系统中引入有源滤波广义积分器,对基于广义积分器的锁相环工作原理和锁相偏移问题进行了分析研究.针对其直流偏移和2次谐波偏移问题,提出了增加直流控制环改进二阶广义积分器和利用陷波器滤波的锁相环(PLL)优化设计.给出了系统框图,分析了其工作原理与参数设计.仿真和实验结果表明了该方法的有效性.