基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振（QPR）谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。     

基于阻尼谐振的光伏并网逆变器谐波补偿控制

基于带阻尼谐振的谐波补偿通用积分器算法,建立光伏并网逆变器的开环模型和闭环模型,提出参考电流跟踪补偿和低次谐波补偿的数学模型,模型的bode图分析表明应选择较小的阻尼系数、较大的衰减谐波次数和较大的比例增益,以实现有选择的谐波补偿,有效滤除电流的谐波分量.在此基础上,进一步研究电网电压同步和系统对电网阻抗变化的灵敏度等...     

多谐波源下分布式电源并网逆变器的谐波抑制策略

在新型电力系统背景下,大量分布式电源与负荷经过电力电子接口接入配电网,由此导致的电网电压畸变将严重威胁分布式电源的并网电流质量,并恶化对配电网中关键负荷的供电电压质量。该文首先量化分析了用户侧分布式电源本地电压谐波与并网电流谐波同时抑制的制约关系,提出一种混合谐波抑制策略,包含电压谐波反馈控制环与电网流控电压补偿环,本地电压谐波控制环基于负反馈控制减小输出谐波阻抗,而并网电流控制补偿器通过产生补偿电压等效缩小并网线路谐波导纳,从而实现分布式电源对本地负载电压谐波与并网电流谐波的协同治理;然后,建立系统的小信号模型,研究系统参数摄动对其稳定性与鲁棒性的影响;最后,通过实验验证了所提策略的有效性。     

基于DSP控制可实现谐波抑制的并网逆变器

在研究分布式发电系统并网技术的基础上,以同时实现有功功率输出和谐波抑制为目的,设计了一种新型的DSP控制并网逆变器.该装置采用DSP对电网电流中的谐波进行检测,DSP的运行速度保证了系统具有瞬时性,消除了检测延时对系统的影响,从而实现了对谐波的瞬时检测;同时,通过DSP对检测信号进行处理,最终实现了对逆变器中IGBT的开通控制.给出了有、无谐波两种情况下的实验结果,这种新装置在将有功功率输入电网的同时,对电网中的谐波也有良好的抑制作用.研究结果证明,该装置实现了预期功能,具有较好的稳定性和实用性.     

采用滑模控制的复用型三相双频并网逆变器

针对传统三相桥式并网逆变器开关损耗大且在附加谐波补偿功能后其谐波补偿容量受限制的问题,对三相双频并网逆变器的复用技术进行了研究,以改善这些问题。首先根据谐波补偿电流既可以从高频单元流过也可以从低频单元流过的特点,分析了三相双频并网逆变器的谐波补偿模式,并以此为基础设计了其并网发电和附加谐波补偿功能后的统一控制;由于三相双频并网逆变器的高频单元决定整个系统的动态和稳态性能,为了使整个系统具有很好的鲁棒性,进一步对其高频单元的滑模控制进行了研究。最后进行了仿真分析,仿真结果表明滑模控制下的复用型三相双频并网逆变器,在并网发电的同时能很好补偿电网谐波,并具有很好的动态和稳态性能。     

自适应谐波消除的准PR并网逆变器优化控制

针对并网逆变器时变与非线性的特点,将自适应学习率并带有动量因子的BP神经网络应用于准PR控制器中,提高了系统的自适应能力,使并网电流的畸变程度降低。首先设计了谐波补偿环节,对含量较高的奇次谐波频率构成新的传递函数,再提取误差电流中含量较高3、5、7次谐波,应用改进BP神经网络来自适应调节补偿增益,提高了收敛速度与补偿精度。MATLAB/Simulink仿真研究表明该方法降低了电流总谐波畸变率,使逆变系统具有了快速动态响应的能力,提升了系统稳定程度。     

并网分离源逆变器解耦控制

可再生能源电力并网转换系统存在结构复杂、成本高及效率低等突出问题,两级式的转换器无法满足系统要求,而单级式结构转换器的提出能够很好地解决这个问题.单级式存在不同的拓扑结构,如Z源逆变器、Y源逆变器等.本文提出的分离源逆变器是一种仅使用逆变电桥就可以灵活升高或降低交流输出电压,而且具有优于其他拓扑结构的优点,并且可以使用...     

并网逆变器3种线性电流控制策略对比分析

针对并网逆变器中的电流控制,对比分析了3种典型的线性控制策略。首先介绍了3种不同坐标系下电流控制策略的结构、特点。然后利用频谱搬移理论揭示了dq同步旋转坐标系控制的本质,并推导出了其在αβ静止坐标系下的等效结构;同时,从稳态精度、动态响应和抗电网扰动方面对3种控制策略的性能进行了理论分析。最后在MATLAB中进行仿真验证。理论分析和仿真表明,dq同步旋转坐标系控制和αβ静止坐标系控制在稳态精度、谐波含量、抗电网扰动方面的性能明显优于abc自然坐标系控制,而三者的动态性能差异细微。     

三相SVPWM并网逆变器的改进解耦控制方法

由于传统三相空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)并网逆变器的电网电流解耦控制方法,是通过电网电流负的交轴分量和正的直轴分量分别乘以总滤波电感感抗后加到直轴和交轴电流控制器的输出上实现的,因此,电网电流的直轴和交轴脉动分量会影响电网电流的波形质量;同时,三相桥臂直轴和交轴参考电压无法直接反映电网参考电流的变化,从而导致系统动态响应速度慢。为了解决上述问题,可将参考电流的直轴和交轴分量分别代替电网电流控制器解耦分量中的电网电流直轴和交轴分量。详细阐述了传统和改进解耦控制方法的工作原理,并以一台15kVA的三相SVPWM并网逆变器为例进行了实验验证。与传统解耦控制方法相比,改进解耦控制方法具有电网电流波形质量高、功率脉动小、动态响应速度快等优点。     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能,实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿,提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础,推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律,可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论,给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法,可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统,使光伏并网系统除提供有功功率外,同时兼备无功与谐波补偿功能,增强了光伏并网功能。     

一种抑制输出电流谐波的DSTATCOM控制方法

为提高配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)的无功补偿能力和低次谐波抑制能力,提出一种针对输出电流谐波抑制的补偿电流控制策略。该方法采用多同步旋转坐标变换,将DSTATCOM输出电流中的各指定次谐波转换成对应坐标系下的直流分量,并采用比例积分(PI)调节器对其进行分次闭环控制,将所得各次谐波电流抑制指令与无功指令叠加,实现了输出电流中指定次谐波的抑制,实验结果验证了此处提出方法的有效性。     

一种精确检测三相不对称系统中各次谐波的新方法及其实现

提出一种精确检测不对称系统中各次谐波正、负、零序分量的新方法。该方法不直接采用对称分量法,而通过广义d_k-q_k旋转坐标变换,分别对三相电流按照相序a-b-c和a- c-b进行两次低通滤波得到三相电流的正、负序分量,同时分解零序分量并通过适当变换,之后通过低通滤波得到任意次谐波电流的零序分量,最终将对应分量求和得到检测结果。实验结果表明,无论三相电路电压是否畸变,通过该方法都能够得到精确的检测结果。对于三相不对称系统(包括缺相),仍然可以精确检测出任意次谐波电流,并可用于基波有功和无功电流的检测。利用本文提出的电流检测方法原理,研制出一台以微机为上位机的动态谐波电流检测仪,目前该装置已应用于某变电站的谐波电流检测中,运行情况良好。     

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究

在满足相同的高频滤波效果的情况下,LCL滤波器所需的总电感值比L滤波器小,因此更适于在大功率、开关频率较低的电流源控制型并网设备上应用。然而针对该类型滤波器的参数设计不仅关系到开关频率处纹波抑制效果,同时也会影响并网电流控制器的性能。本文首先建立LCL滤波器在并网模式下的谐波模型,其次研究滤波器各参数变化与纹波抑制和谐振频率之间的变化关系,在此基础上提出在尽量节约总的电感磁心材料的前提下,设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值,同时还需要保证LCL滤波器的谐振频率不能太小,以免成为制约电流控制器设计时的因素。最后通过三相并网逆变器的实验装置给出LCL滤波器设计方案的实验效果。     

基于无功电流控制的并网逆变器孤岛检测

孤岛检测技术是并网逆变器运行所必须具备的关键技术。传统有源孤岛检测方法注入的扰动影响电能质量。为了解决该问题,提出一种基于无功电流控制的孤岛检测方法,通过控制无功电流使其产生的频率偏移方向与有功电流产生的频率偏移方向一致,使电网断开后频率迅速超过所设置的阈值而检测出孤岛,并对其进行量化分析,使孤岛算法在无检测盲区的基础上尽可能地减小对电网的影响。根据IEEE Std.1547测试标准对提出的方法进行仿真和实验验证。结果表明,提出的孤岛检测方法可以快速有效地检测到孤岛的发生,验证了提出方法的有效性。     

提高LCL型并网逆变器阻抗重塑控制鲁棒性的延时补偿方法

阻抗重塑方法通过增大LCL型并网逆变器的输出阻抗,提高逆变器对电网谐波电压的抗扰能力。但阻抗重塑控制通常采用数字控制方法,存在控制延时,降低了逆变器的稳定性,并在高于1/6采样频率(f_s/6)的频率段减小了逆变器输出阻抗的模值。为此,提出一种LCL型并网逆变器的状态预估延时补偿方法,通过补偿延时环节产生的相位滞后,优化了虚拟阻抗函数。该方法显著增大了逆变器输出阻抗的模值,提高了阻抗重塑控制的鲁棒性,使逆变器在电网含有谐波电压时满足并网电流的谐波标准。以三相LCL型并网逆变器为例进行实验,验证了控制策略的有效性。     

三相并网逆变器静止坐标系零稳态误差电流控制分析及在线切换控制研究

电流控制是三相并网逆变器运行的关键问题之一。为了实现快速准确的电流控制,深入分析了三相并网逆变器旋转坐标系PI控制、静止坐标系PR控制和静止坐标系PCI控制三者之间的联系和区别,证明了静止坐标系PR控制和旋转坐标系PI控制两者并不等效,探讨了静止坐标系PR控制和PCI控制在动态性能和稳态性能方面的特点,并提出一种在线平滑切换方案,有效利用两者的优势,最后搭建了基于TMS320F2812 DSP的数字控制实验平台,完成了电网电压平衡/不平衡两种情况下的实验测试,为不同工况下合理选择控制策略提供了重要的理论依据。     

三相T型滤波并网逆变电源的网侧电流直接控制技术

并网逆变电源是新能源分布式发电、微型电网系统中的关键装置。为了利用较小的电感量就能获得低谐波含量的高质量馈网电流,通常在逆变电源与电网之间接入T型滤波器,然而,T型滤波网络为三阶无阻尼系统,易发生谐振。本文提出了基于同步旋转坐标系下的网侧电流反馈作为外环和基于同步旋转坐标的电容电流反馈作为内环的网侧电流直接控制策略,对...     

基于傅里叶级数的多时间尺度同步旋转坐标系电流跟踪控制方案

并联有源滤波器(APF)需要对不同频率的谐波电流实施跟踪控制,采用同一时间尺度控制很难实现对各次谐波电流的高准确度跟踪。提出一种基于APF的新型零静差电流跟踪控制算法,该算法使用基于傅里叶级(FS)数建立的多时间尺度同步旋转坐标系和比例积分运算(PI)。相对于常规的零静差控制算法,如比例谐振控制(PR),向量PI控制(VPI)等,提出的零静差电流跟踪控制算法增强了系统频率漂移适应性和抗干扰能力,尤其对高次谐波更加明显。对该控制算法的开环传递函数和闭环传递函数进行了详细分析。仿真和实验结果验证了该算法的有效性。     

三相并网逆变器模型电流预测控制技术

针对三相并网逆变器的特点,在dq旋转坐标系下,提出了一种模型电流预测控制方法。在每一个采样周期,根据预测模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行在线评估,使价值函数最小的电压矢量在下一个采样周期应用,实现了对d轴和q轴给定电流的快速跟踪。同时采用电网电压定向的矢量控制策略,实现d轴电流和q轴电流解耦控制,使d轴电流控制并网逆变器的有功功率,q轴电流控制并网逆变器的无功功率。实验结果表明:采用模型电流预测控制的三相并网逆变器有很好的静、动态特性。从而验证了该方案的可行性和正确性。