LCL并网逆变器改进型重复控制策略

对于采用"比例—积分(PI)+重复控制"的LCL并网逆变器控制系统进行了详细分析,并指出其动态性能仍有待进一步改善并且其补偿函数形式复杂,实现困难。结合零相位误差跟踪控制和干扰观测器,提出了一种改进型重复控制策略。一方面,利用零相位误差跟踪控制原理改善了重复控制系统的动态性能并且其补偿函数设计简单;另一方面利用干扰观测器克服了零相位误差跟踪控制参数依赖性强的缺点。最后,仿真和实验表明,与"PI+重复控制"相比较,所提控制策略在保证稳态控制精度的同时能够获得更好的动态性能,并且同样具有鲁棒性强的优点。     

考虑电网频率偏差的并网逆变器多内模重复控制

在并网逆变器的应用中,基于内模原理的重复控制,延时时长通常按照电网的标称频率设计。当电网频率偏离标称频率时,重复控制的高增益频段将偏离并网电流的基波和谐波频率,造成控制器的稳态精度下降,为此,提出一种多内模重复控制,并联接入考虑电网频率偏差的辅助重复控制支路。分析多内模重复控制的频率特性,并根据其稳定边界设计辅助重复控制支路的权重系数。仿真结果表明,与按照标称频率设计的传统重复控制相比,所提出的多内模重复控制在标称频率时具有基本相同的稳态精度,在频率偏差时能够提高稳态精度,从而提高并网电流的质量。     

基于网侧电流估计的并网逆变器控制策略研究

针对现有基于网侧电流估计的并网逆变器控制策略难以应用于电网电压高频谐波含量较多的情况,提出一种网侧电流估计的方法,并将其与重复控制相结合。该控制策略在电流传感器位于逆变器侧的基础上,通过非理想广义积分器(GI)估算网侧电流作为重复控制的反馈量。相对现有的网侧电流估计的方法,在电网电压高频谐波含量较多时,该策略对网侧电流的估计较准确,并且能减小并网电流的谐波分量。仿真和实验结果都证明了所提控制策略的有效性。     

单相LCL并网逆变器新型电流控制策略研究北大核心

LCL型并网逆变器是一个3阶多变量系统,并网电流单环控制难以满足系统的稳定性。为此提出了以电容电流为内环反馈,以并网电流为外环反馈的新型双环控制策略。内环采用比例调节增加系统阻尼以抑制高频谐振问题,外环采用模糊PR+重复控制在线调节系统干扰的影响,实现系统高电能质量并网。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性,并与PR+重复控制相比较,该控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性。     

基于PI和重复控制三相并网逆变器的设计

采用PI控制与重复控制相结合的复合控制方法对并网逆变器进行控制,可提高系统的动、静态特性,增强系统的稳定性,输出波形的质量得到有效提高。该方法简单,对由于采用定点运算造成的舍入和量化误差不敏感,利于数字信号控制的实现。建立了基于电网电压定向三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)并网逆变器的数学模型,介绍了PI控制器和重复控制器的设计过程,在此基础上研制了5 kVA的样机,实验结果验证了设计期望。     

三相并网逆变器内模控制的改进型GDPWM算法(英文)

针对单位功率因数并网的三相逆变器,推导三相并网逆变器内模控制方程,建立逆变器输出侧功率因数角随逆变器输出电流幅值变化的函数关系,深入分析传统常规化不连续脉宽调制(general discontinuous pulse width modulation,GDPWM)的特点,提出一种改进型最小开关损耗不连续调制(modified general discontinuous pulse width modulation,M-GDPWM)算法,该算法通过比较三相正弦参考电压之间的瞬时大小关系,或者逆变器输出三相电流的瞬时大小关系,来计算需要注入到三相正弦参考电压中的零序分量,从而无需像传统最小开关损耗不连续调制那样需要实时计算功率因数角,即可实现最小开关损耗控制。仿真与实验结果验证了所提M-GDPWM算法的正确性和有效性。     

三相PWM并网逆变器的二阶内模控制

基于内模控制器(IMC)的原理,提出了一种新的可跟踪交流信号无静差的二阶IMC。该控制器可直接控制交流电流,避免了选择坐标变换和解耦算法,且具有较高的鲁棒性。在此以三相并网逆变器为研究对象,对其二阶IMC结构和参数进行了设计,并搭建了仿真和实验平台进行验证。仿真结果验证了二阶IMC的鲁棒性,实验结果验证了其有效性和稳定性。     

基于二自由度内模控制的LCL并网逆变器控制策略

并网逆变器需要具有极高的功率因数和极低的输出电流总谐波失真,在并网逆变系统中,对高频谐波的抑制效果显著,但由于其内部滤波器为一个三阶低阻尼系统,自身容易出现谐振。针对LCL型滤波器自身存在的谐振现象,提出一种基于二自由度内模控制的LCL并网逆变器控制策略来抑制其谐振尖峰,该控制器仅有两个可调参数,通过参数整定,所设计的控制器可同时具备良好的对给定信号的跟随性能和抑制干扰特性。该方法不需要增加额外传感器,系统成本较低。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建LCL并网逆变器系统仿真模型,对两种控制策略进行仿真。仿真结果证明,采用二自由度内模控制策略时并网电流em_g总谐波畸变率只有1.4%,远低于国家标准5%,且具有良好的跟随性能,提高了系统的鲁棒性。     

一种新型并网逆变器重复电流控制策略的研究

为实现并网逆变器输出电流对指令电流信号的无静差跟踪,介绍了一种新型重复控制器设计方法,采用改进型内模和插入式结构,以获取良好的稳定性和优异的动态响应速度,建立被控对象的模型。分析了新系统的稳定性条件和性能,介绍了重复控制器零相移低通滤波器设计方法。通过合理配置,提高了系统的稳定性,简化了补偿器设计。利用Matlab/Simulink软件对理论推导和分析进行了仿真验证。仿真结果表明,控制方式可降低并网电流谐波畸变率并兼具良好的动态和静态性能。     

采用PI+重复控制的并网逆变器控制耦合机理及其抑制策略

对于并网逆变器系统而言,为了抑制并网电流谐波,提高稳态控制精度,常采用重复控制。单一的重复控制动态性能差,PI+重复控制由于动态性能好、稳态精度高而被广泛应用。然而,比例积分(proportional integral,PI)调节器和重复控制器之间存在控制耦合,在动态过程中使并网电流发生畸变。该文分析了控制耦合机理,提出一种基于改进型重复控制的并网逆变器控制方法,一方面利用零相位跟踪控制(zero phase error tracking control,ZPETC)改善了系统的动态性能;另一方面通过对指令信号的动态延迟处理,抑制了控制耦合。最后通过仿真和实验表明理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

基于双闭环重复控制的并网逆变器的研究

在并网逆变器中,重复控制算法因其良好的跟踪性能和抗扰能力而得到广泛应用。提出了电流双闭环结构的并网逆变器硬件方案,分析了电流内环的设置对系统抗扰性能的改善和对稳定性的提高,给出了双闭环条件下重复控制算法的设计方法。理论分析和实验表明,基于双闭环重复控制的并网逆变器具有较高的输出电能质量和较低的并网电流谐波畸变率。     

三相逆变器采样模型重复控制研究

重复控制系统中补偿器的补偿精度与整体系统的动静态性能有直接关系,而补偿器的设计又完全依赖于控制对象的数学模型。为了提高补偿器的补偿精度,根据波形库控制技术提出基于控制对象单位阶跃响应波形的建模方法。由于典型响应曲线能够体现开关延时、测量延时、死区时间、非线性磁单元、杂散参数等因素对系统的影响,因此这种模型精度较高。在两相静止坐标系下对三相逆变器突加阶跃调制信号,采集在相同坐标系下的逆变器输出电压阶跃响应波形,基于此波形构建控制对象模型。相比于平均信号模型,应用该模型可以提高补偿器的截止频率和补偿精度,最终使整体系统的稳态性能得到改善。此方案在一台采用TMS320LF2407A型号数字信号处理器控制的三相逆变器上得到了验证。     

基于三相光伏并网系统的比例谐振重复控制研究

在分析LCL型的光伏并网系统的运行状态的前提下,针对三相光伏并网系统的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力等问题,提出了一种基于比例谐振的重复控制的控制策略。该控制策略利用比例谐振(PR)在其谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,实现电流的无静差跟踪,提高系统的稳态性能;利用传统的重复控制在并网系统稳定以后可以抑制电网的周期性扰动,从而提高系统的动态性能、电网的抗干扰能力以及获得高质量的并网电流波形。最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果显示这种改进的重复控制策略能够很好地解决光伏并网的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力这类问题。     

基于重复控制的SPWM逆变电源死区效应补偿技术

在SPWM逆变器中,为防止同一桥臂的上下管直通现象,必须注入一定的死区时间,死区会导致逆变器的输出波形畸变,即死区效应.在分析了死区时间对单相SPWM逆变器输出波形特性的影响的基础上,提出了一种基于重复控制的死区补偿控制策略,该控制方法可有效地改善输出电压的波形畸变,并在一台单相400Hz、5.5kW装置上进行了详细的实验验证,实验结果表明了该补偿策略的有效性和实用性.     

三相并网逆变器比例复数积分电流控制技术

传统PI控制无法消除并网交流电流稳态误差,但关于稳态误差存在的根本原因相关文献描述较少。为揭示其本质,首先建立并网电流控制模型,然后通过叠加定理和频域分析得出结论：并网交流电流零稳态误差控制条件为：系统控制器在并网电流频率处具有无穷大增益,而PI控制不具有该特性。在该结论基础上,提出一种可消除并网交流电流稳态误差的比例复数积分(proportional complex integral, PCI)控制,给出一套控制器参数整定方法,并采用TMS320F2812 DSP实现系统的数字化控制。在理论分析的基础上进行仿真和实验研究,通过与PI控制对比验证PCI控制的有效性。     

基于极点配置与重复控制相结合的三相光伏发电系统的并网策略

为了满足国际电工委员会标准IEC61727—2004以及国家标准GB19939—2005中对光伏系统并网谐波电流畸变的规定,采用了LCL滤波器作为光伏逆变器与电网之间的接口电路,并提出了采用状态反馈极点配置与重复控制相结合的并网控制策略,最后通过实验验证理论分析的正确性以及控制策略的可行性。     

一种基于重复控制的并网逆变器实现方案

重复控制技术应用到并网逆变器中,较好地消除了输出波形由于周期性扰动而形成的畸变,并在样机中实现,用实验证明了重复控制策略的优点。