基于负序补偿微源逆变器带不平衡负载研究

三相四线制微源逆变器在不平衡系统中具有独特优势,因此可作为微电网中变流器拓扑。为了改善微电网系统离网运行工况下带不平衡负载时的供电质量,提出一种改进负序控制方法。基于对称分量法和叠加原理对三相微源逆变器在不平衡负载下产生三相输出电压不对称的机理进行系统分析,得到了输出电压正序、负序、零序分量不同的补偿特性。设计了一个简单可行的同步正/负序参考系控制器,有效地补偿了不平衡负载引起的微源逆变器输出电压畸变,保证了微源逆变器在不平衡负载下能维持三相平衡输出电压。最后通过仿真和实验验证了理论分析和所提控制方法的正确性。     

不平衡非线性负载下分布式供电逆变器的控制

分布式供电系统中的逆变器需要为各种不同的负载提供优质电能。文中针对不平衡和非线性负载提出了三相四桥臂拓扑结构及其极点配置比例—积分—微分（PID）控制。应用开关周期平均法和旋转坐标变换建立连续定常系统模型,根据三相四桥臂逆变系统的控制传递函数、期望的极点分布和性能指标,计算出合适的PID控制参数。对该系统工作于不平衡负载时输出电压的不平衡程度与非线性负载下输出电压的谐波含量进行对比分析,结果表明所提出的设计方法在不平衡负载下具有很强的控制输出电压平衡的能力,在非线性负载下能较好地抑制谐波产生,同时具有很好的动静态特性。该方法与其他控制方法相比具有原理简洁、应用方便、参数整定灵活等优点。详细的仿真和实验结果验证了该方法的正确性。     

不平衡及非线性负载下的三相逆变器控制方法

围绕孤立微电网中不平衡及非线性负载下三相逆变器的控制问题,提出一种包含基波电压跟踪、谐波电压抑制、有源阻尼和输出电流限制功能的逆变器控制方法。针对逆变器运行系统建立了传递函数模型,并分析主要硬件回路及控制系统参数对系统稳定性的影响。通过仿真和实验,验证系统传递函数模型的准确性,结果表明：所提出的逆变器控制方法能够在不平衡和非线性负载条件下保证逆变器端电压质量,实现不平衡过载时的限流运行,并具有较好的动态响应特性。     

不平衡非线性负载下三相逆变器的建模与控制

为缓解实际应用场合中不平衡非线性负载对三相逆变器输出电压的影响,并改善混合负载切换时的动态特性,本文提出了基于广义状态空间平均的建模方法和电感电流滑动平均的控制策略。通过广义状态空间平均法对平衡负载下的逆变器进行了准确的建模,并在dq0坐标系下设计了PI控制器,最后利用电感电流滑动平均方法使PI控制器适于三相不平衡负载和非线性负载。与传统控制方法的对比实验表明,本文提出的模型和控制策略能够在保证混合负载下三相电压平衡的基础上,较好地提高负载切换时的动态特性。     

不平衡负载时三相逆变器控制方法研究

负载不平衡时传统电压电流双环PI控制器无法实现三相逆变器输出电压平衡,对此提出了一种改进的电压电流双环PI控制器,利用信号延迟对消技术,将输出不平衡电压分解为正序分量和负序分量,在同步正、负序旋转坐标系中,正、负序电压变为直流量。分别在正、负序旋转坐标系中对各个量进行控制,使负序分量无静差跟踪零参考电压,有效地提高了三相逆变器带不平衡负载的能力,降低了输出电压的不平衡度,提高了电能质量。给出了在负载不平衡时输出电压的正、负序分离方法,分析了整个系统的控制框图,实验结果证明了改进算法的有效性和可行性。     

非线性不平衡负载下四桥臂逆变器的控制策略

电力电子变压器输出级逆变器与微电网中的离网逆变器输出特性直接受负载影响,交流负荷中含有大量的非线性与不平衡混合负载,会引起三相逆变器输出电压谐波畸变及不平衡,为了解决这个问题,提出了一种适用于三相四桥臂的电压不平衡和谐波抑制的混合控制策略。首先,基于四桥臂逆变器的数学模型,阐明了桥臂间的耦合关系;然后,详细分析了实现交流信号无差跟踪与抑制谐波对控制器工作性能的需求,并通过对伯德图的幅频特性分析,说明所提控制方法及参数选择的合理性。最后在αβ0坐标系下对非线性、不平衡混合负载接入下的逆变器进行仿真,验证了所提出控制策略及控制参数选择的正确性。     

不平衡负载下DSTATCOM非线性控制研究

低压配电网中,通常使用静止同步补偿器(DSTATCOM)补偿无功功率和不平衡负载造成的负序电流,针对DSTATCOM具有强耦合、多变量、非线性特性,提出一种综合滑模控制、状态反馈精确线性化和空间矢量调制(SVPWM)的非线性控制方法。三相不平衡负载下,采用瞬时对称分量法和信号延迟对消(DSC)法计算出负载电流、DSTATCOM输出电流正、负序分量,然后分别对正、负序分量进行非线性控制。实验表明采用新型控制策略的DSTATCOM在不平衡负载下,有效补偿了无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流总谐波畸变率(THD)低于5%,不平衡度达到国标要求。     

基于阻抗分析的三相逆变器负载不平衡控制

通过逆变器输出阻抗的分析,得出了三相逆变器输出电压不平衡的根本原因,提出通过设计适当的闭环控制来减小逆变器输出阻抗,以减小三相输出电压不平衡度的控制思想。本文根据三相输出电压不平衡时的特点,提出了通过DSC提取出负载电压及电感电流中的正序、负序分量,分别在正序dq坐标系及负序dq坐标系下对正序分量及负序分量采用电压、电流的双环前馈解耦控制的方案,用于对逆变器负载不平衡引起的输出电压不平衡的控制。闭环输出阻抗的分析显示,该控制方案在整体减小闭环系统输出阻抗的同时,能够大幅有效地减小负序分量对应输出阻抗。仿真与实验结果证明,该控制方案对不平衡负载引起的输出电压失衡有较好地控制作用。     

含不平衡负载的微电网并网逆变器控制研究

针对带LCL滤波的并网电压源型逆变器提出了一种多环控制器。该控制器由内环预测电流控制器、外环电压矢量控制器及电压指令补偿器三部分组成。将该控制器应用于微电网中微型电源的逆变器中,可以有效调节负载端电压,尤其是当系统中含不平衡和非线性负载时,均可以实现零静态误差。最后,给出了分布式电源单独运行和联网运行时的带平衡、不平衡及非线性负载时的仿真分析     

逆变器直流侧有源滤波器对不平衡与非线性负载的补偿

介绍了一种逆变器直流侧有源滤波器系统，这个系统对消除逆变器输入端子处，由于不平衡与非线性负载引起的脉动电流是有效的。对于三相四线逆变器，在中性线中零序电流也同样被消除。本系统具有响应速度快、效率高的特点。在较高不平衡或非线性负载时，也不需要过大的容性kVA。经分析，仿真和实验表明，这种直流侧有源滤波器系统是有效的。     

不平衡与非线性混合负载下的虚拟同步发电机控制策略

基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的电压源型逆变器通常用作微网中各种分布式电源的接口,在孤岛模式下,微网的电压与频率易受不平衡与非线性混合负载的影响。为解决此问题,该文提出一种电压不平衡和谐波抑制的综合控制策略。首先,建立VSG在两相静止(αβ)坐标系下的等效阻抗模型,分析输出阻抗对系统供电质量的影响;其次,提出基于级联广义积分器(cascaded general-integrator,CGI)的虚拟阻抗实现方法,改善抑制效果,可避免对输出电流求导,提高系统动态性能与谐波抑制能力。然后,采用PI+多谐振并联(PIR)电压控制器对输出电压不平衡与谐波进行抑制。最后,对所提的控制策略进行仿真和实验研究,结果验证了所述控制策略在电压不平衡与谐波抑制方面的正确性与有效性。     

微网逆变器不平衡负载控制技术研究

微电网逆变器的一个重要性能是离网时在三相负载不平衡情况下仍能维持三相输出电压的对称性。传统对称分量法与叠加原理虽然能在三相逆变器带不平衡负载时通过对输出电压正、负、零序分量的不同补偿来维持三相电压的平衡,但该方法运算量大,不宜控制。针对微网逆变器接不平衡负载的情况,提出一种简单有效的系统控制策略,即谐振控制器的控制方法。该控制策略免去常规控制中所需电压/电流正负序分离及环路单独控制,极大简化了系统控制结构。仿真和实验结果验证了该方法能有效抑制由不平衡负载引起的输出电压畸变,获得高质量输出电压波形。     

孤岛微电网逆变器不平衡负载下的控制策略

提出一种孤岛微电网逆变器在不平衡负载下的控制策略,采用分序网络解耦控制,在虚拟同步发电机(VSG)控制的基础上引入自适应负序补偿环.对三相负载不平衡下的电路进行分析,得到逆变器分序网络等效电路和逆变器间负序环流产生机理.通过分序网络解耦控制得到电压环参考电压各序分量,引入分序网络虚拟阻抗改进逆变器各序输出阻抗.正序网络...     

不平衡负载下三相UPS逆变器的研究

三相电压的对称输出是衡量交流电源性能的一个重要指标。提出了一种新型的三相UPS逆变器系统,利用Δ/Z0型变压器为三相不平衡负载造成的零序电流分量提供通路,再通过设计正、负序双PI控制器抑制不平衡负载中负序电压分量。从而解决零序电压和负序电压造成的三相电压不平衡问题,使该三相UPS逆变电源系统可带三相不平衡负载。试制一台60k VA的三相UPS样机,并给出实验结果。     

不平衡负载下基于改进下垂控制策略的组合式三相逆变器控制

低压微电网中,负载不平衡易引起逆变器三相输出电压的不对称。为改善系统输出电压的对称性,以组合式三相逆变器为研究对象,设计了系统的整体控制策略。针对传统有功-频率(P-f)下垂控制存在的系统频率越限问题,采用了sigmoid P-f下垂控制;并在此基础上,针对三相负载不平衡引起的电压不平衡问题,提出了改进sigmoid P-f/改进无功-电压(Q-U)下垂控制策略,该策略通过调整sigmoid P-f下垂曲线频率设定点及Q-U下垂曲线空载电压点来实时调节三相参考电压的幅值和频率,保证三相输出电压的对称性。仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。     

三相逆变器不平衡负载条件下双环控制策略

三相输出电压对称是对三相逆变器的重要要求之一,在三相逆变器中,输出电压不对称主要是由于三相负载的不平衡引起的.基于对称分量法和叠加原理对三相逆变器在不平衡负载下产生三相输出电压畸变的机制进行了系统分析,得到了输出电压正、负序分量不同的补偿特性,提出了不平衡负载条件下维持逆变器输出对称性的控制方法.算例结果验证了该方法的有效性.     

微源本地不平衡负荷控制策略分析

针对未来高渗透率的微网结构中,大量民用单相负荷的供电会导致微源本地不平衡问题,分别利用跟踪法、补偿法和滑模控制3种控制策略进行研究.选择每种控制策略的控制传递函数,并进行相关理论推导,根据其控制策略搭建各系统模型,调整控制参数得出每种控制的理想控制结果.针对每种控制策略,在相同的硬件结构和控制参数情况下,进行了微源本地带平衡负荷和不平衡负荷的研究.根据结果分析比较得出:3种控制方法均能实现在平衡负荷和不平衡负荷情况下的理想控制:从控制效果看.补偿法有较好的控制性能:从控制方法上看,滑模控制方法更加简单实用.     

非线性负载下动车组辅助逆变器控制方式优化

提出将逆变器的非线性负载畸变控制问题转化为动态冲击性不平衡负载的畸变控制问题,将用于不平衡控制的改进型双闭环复合控制模型引入辅助供电系统逆变器控制方式中。通过信号延迟对消(delay signal cancellation,DSC)技术分离电压的正负序分量,并分别跟踪补偿,改善输出电压波形。基于MATLAB/Simulink及dSPACE半实物仿真平台搭建的某车型辅助逆变器模型,验证了所引入的改进型控制方法对三相整流器负载和单相不平衡负载下的逆变器输出电压畸变均有显著改善,拓展了基于DCS的改进型双闭环复合控制方法的应用范围。     

分布式光伏逆变器非线性负载独立运行新控制

针对分布式光伏并网逆变器独立构网接入非线性负载时易引起交流侧输出电压失真、谐波含量大等问题,提出了一种基于改进神经网络算法的光伏逆变器独立构网控制策略。所提策略具有以下优势:利用遗传算法(GA)优化了所构建的反向传播(BP)神经网络关键参数,使得基于神经网络的逆变控制策略具有更快的收敛速度;当光伏逆变器独立构网为非线性负载供电时,与传统比例积分(PI)控制策略相比具有更低的电压谐波含量并有效提高逆变器抗负载干扰特性。最后通过构建一台额定功率10 kW的原理样机对所提策略的有效性及正确性进行了实验验证。     

不平衡负载条件下三相四线制并联逆变器的下垂控制

当微电网孤岛运行时,不平衡负载的接入不仅会造成逆变器输出电压畸变,也会影响多逆变器并联运行的功率均分。首先分析不平衡负载造成三相逆变器输出电压畸变的根本原因。在此基础上,结合分裂电容三相四线制拓扑和三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM),提出一种零轴控制策略,实现输出电压零序分量的抑制和分裂电容的均压控制;同时,采用准谐振控制实现对输出电压负序分量的抑制。针对基于下垂控制的多逆变器并联运行情况,详细分析不平衡负载对输出功率均分的影响和基本关系,提出一种改进分序虚拟阻抗下垂控制方法,基于二次广义积分构造虚拟阻抗来减小各序分量下输出阻抗的差异,有效解决了不平衡负载造成的输出负序功率和零序电流无法均分的问题。仿真和实验结果验证了所提出方案的有效性。