虚拟同步机逆变器等效方式及滤波电路影响分析

基于逆变器的虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)特性不但取决于控制策略,而且其等效方式及滤波电路对VSG动稳态行为与模型准确性的影响也是不可忽略的.本文重点对LCL滤波电路下不同等效方式的VSG特性进行了分析对比,并发现将包含LCL滤波电路整体的VSG逆变器完全等效为同步发电机(synchronous generators,SG)建立的模型存在误差,进而提出一种VSG逆变器准确建模的等效方法,通过该方法建立的模型在瞬态和稳态响应均可以与实际系统一致.仿真结果及其对比分析验证了所提方法的正确性和有效性.     

LCL滤波器型双Buck并网逆变器

提出利用LCL滤波器对双Buck并网逆变器滤波。LCL滤波的双Buck并网逆变器既有LC滤波的无桥臂直通、可靠性高、器件耐压应力要求低等优点,又保证滤除系统的高次谐波,减小总电感体积。首先分析了LCL型双Buck并网逆变器的工作模态,然后设计LCL的参数等,最后分析了系统稳定性。并且用实验进行验证。     

单相光伏逆变器关键技术探讨

以 TMS320F28335为核心处理器,对单相光伏逆变器的 A/D 采样、锁相环、滤波器设计3项关键技术进行探讨。文中给出了 A/D 采样硬件电路、快速傅里叶算法、锁相环硬件电路和软件编程思路,以及 LCL 滤波器基本约束条件以及电感磁环对滤波的影响。通过对300 W 单相逆变器参数的设计完成了实验样机,并实现并网。     

矿用LCL型三电平静止无功发生器控制策略

为适应煤矿井下特殊环境,减小矿用静止无功发生器(SVG)的体积和质量,采用LCL滤波器和三电平逆变器作为矿用SVG的主电路拓扑,并针对LCL滤波器电流谐振问题和三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出了一种基于串联双电流环有源阻尼控制和动态比例空间矢量调制的矿用LCL型三电平SVG控制策略。串联双电流环有源阻尼控制在网侧电流外环PI控制的基础上,通过增加滤波电容电流内环反馈控制使LCL滤波器具有阻尼特性,有效抑制了电流谐振;动态比例空间矢量调制在基本空间矢量中引入动态比例调整因子,对单位开关周期内平均中点电流进行实时控制,从而实现对中点电位平衡的控制。仿真和实验结果验证了该控制策略在LCL滤波器无阻尼电阻和直流母线电容较小情况下的可行性和良好效果。     

有源电力滤波器输出电路设计与改进

输出电抗器和纹波滤波器组成有源电力滤波器的输出电路,直接影响到其电流补偿精度和动态性能。传统的LCL型滤波电路存在损耗大、衰减不够的问题,通过推导输出电抗器的取值范围,对传统LCL型滤波电路拓扑结构做出改进,提出一种有源电力滤波器输出电路的设计方法。给出设计实例并搭建样机,实验结果表明,按该方法设计的输出电路,在损耗和纹波衰减度方面均存在优势。     

面向多逆变器的电网电压前馈控制仿真

为了有效避免额外引入电流影响电力系统的稳定性，提出面向多逆变器的电网电压前馈控制方法。分析LCL滤波器的滤波特性，获取LCL滤波参数计算结果，同时对多逆变器建模处理。分析满足逆变器稳定运行的基本条件，调节公共耦合点处的电网阻抗和逆变器输出阻抗，引入理想前馈函数抑制电压对并网电流的干扰，获取逆变器输出阻抗的频率特性，将其和电网电阻相匹配，实现电网电压前馈控制。仿真结果表明，所提方法能够有效抑制谐波的产生，获取比较满意的前馈控制效果。     

并网逆变器双电流环控制算法的代码自动生成

采用LCL方式滤波的单相光伏并网逆变器,有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,滤波效果明显优于单电感滤波方式。但LCL滤波器是无阻尼的三阶系统,容易发生谐振现象。文中采用有源阻尼方案,即在并网电流和电容电流双闭环的方法增加系统阻尼。对电流双闭环控制方案进行系统建模和稳定性分析,并用Matlab/Simulink软件进行仿真验证,验证成功后搭建以TMS320F2808DSP为主芯片的代码模型,再进行IQ数据转换和采样电路后的仿真验证,然后利用RTW功能自动生成控制算法代码。实验结果表明,该方案可有效地避免进网电流谐振和实现进网电流的高功率因素,大大缩短算法的开发周期。     

基于LCL谐振负载功率合成逆变电源研究

应用LCL谐振负载电路,通过良好的参数设计,有效地减少逆变桥并联之间的环流,均衡各桥的功率分配,降低器件的损耗,从而有效地解决了逆变桥并联中出现的一些问题,有利于感应加热电源多桥并联,提高输出功率和可靠性.同时由于受功率MOSFET容量的限制,单个MOSFET感应加热逆变电源的输出容量变得十分有限,因此设计了采用四个逆变器并联的400kHz/200kw的LCL谐振负载感应加热电源,并给出了仿真波形.     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数设计方法

LCL型光伏并网滤波器参数设计好坏直接影响其滤波性能、成本及电网是否容易发生谐振.针对LCL并网滤波器参数设计不易的问题,提出一种LCL滤波器参数设计方法.方法首先根据LCL滤波器并网条件下的谐波模型,分析其滤波特性及谐波电流与各滤波器参数的关系;然后按LCL滤波器设计要求确定各参数上下界,用熵值权重法把多个优化目标转化成单目标优化模型;最后通过灰狼算法寻滤波器各参数最优值.通过具体设计实例,在Matlab中搭建不同LCL滤波器设计方案的仿真模型.对比结果表明,所提方法设计的滤波器滤波效果更好,且更经济,验证了设计方法的可行性.     

新型带功率解耦的交错反激式微逆变器设计

提出了一种新型带功率解耦的交错反激式微逆变器,该系统由交错反激式变换器、DC/AC逆变电路和LC滤波电路组成。为了提高系统的转换效率,采用两个低容值、高寿命的薄膜电容并联于直流母线两端。对提出的新型拓扑结构进行详细分析,介绍了在不同模式下的工作过程,最后通过MATLAB仿真验证有效性,并搭建250 W样机进行实验验证。实验表明,此逆变器的最大转换效率为90.6%。     

光伏发电系统逆变器并联运行谐波环流的抑制研究

基于能源危机和一次能源存在环境污染、面临枯竭等问题，新能源的开发极其重要，在现存的新能源序列当中，太阳能资源备受青睐，为了解决目前能源存在的问题，提高太阳能资源的利用率，太阳能光伏发电由此诞生。在实际光伏发电中，以逆变器并联为核心，尽管其会更好地保证系统的稳定性，但其在受非线性负载加入等冲击下极易产生谐波环流，为更好I消除此I环流，本文设计改进了逆变器输出端LCL滤波器和在传统下垂控制中重新引入新的下垂量，同比例调整两个环节。最后在MATLAB/SMULNK中搭建仿真系统，通过实验结果分析可得，所提策略会使逆变器并联系统的稳定性和滤波效果更加优越，能更好地满足电网的要求。     

适用于井下的PWM整流器LCL滤波器设计

应用于刮板输送机、采煤机等机械设备的双PWM变频调速系统需在整流器网侧设置滤波器以抑制谐波电流。现有的LCL滤波器设计方法依赖经验,效率较低,且对阻尼损耗问题考虑不足,易导致器件发热,不适于井下应用。通过分析双PWM变频调速系统整流器的LCL滤波器模型,推导了电感比、阻尼电阻与电流衰减系数、谐振频率、阻尼损耗之间的数学关系,进而提出了适用于煤矿井下的PWM整流器LCL滤波器设计方法,即:在考虑滤波效果、电流快速跟踪能力、系统快速响应能力基础上,为减小整流器体积,应选取较小的总电感;在保证滤波效果前提下,尽量增大滤波电容;在允许的电流总谐波畸变率范围内,尽量选取电感比和阻尼电阻最小值。在Matlab/Simulink中搭建三相电压型PWM整流器控制模型进行仿真验证,结果表明采用该方法设计的LCL滤波器可使PWM整流器具有很小的超调量、快速的响应能力、较低的电流总谐波畸变率;通过样机实验验证了LCL滤波器能较好地抑制PWM整流器网侧电流,提高并网电流波形质量;通过对比验证了该方法设计的滤波电感和阻尼电阻均明显小于传统方法设计值,可有效减小滤波器体积,降低成本。     

抑制电网背景谐波的电容电压全反馈控制策略研究

电网电压全反馈控制策略能够有效抑制电网背景谐波的影响而在LCL型并网逆变器系统中得到有效研究。但是实际应用中逆变器可能通过升压变压器接入电网,变压器的漏感作为逆变器电网侧电感的一部分,从而导致电网电压难以直接测量。针对这一问题,以电容电压作为反馈量,提出电容电压全反馈控制策略并进行了分析研究。     

基于EG8010的单相逆变器的设计与实现

随着光伏应用规模的扩大，微电网逆变器的研究也逐渐被重视。提出了一种基于EG8010的单相逆变器设计方案。选择以SPWM单极性全桥电路实现逆变，再经过LC滤波，输出50Hz的标准正弦波。同时本设计还具备电压反馈、过流保护、过压保护功能。通过测试，当单相逆变器输入直流电压43V时，输出交流电压30V，交流电流1A，此时效率可达到87.83%±0.53%，负载调整率可达到0.46%±0.04%。     

基于DSP的矿井电机车调速系统的设计

针对传统电机车串联电阻调速时消耗能量大、效率低的缺点,设计了以DSP为控制核心的直流电机车的调速系统.该系统主电路采用三相桥式逆变器和整流电路,利用SVPWM控制技术和反馈跟踪控制策略,实现了转速和电流的双闭环控制.实验表明,该系统具有调速范围宽、抗干扰性强等特点,能够较好地解决传统电机车效率低的问题.     

反激式微型逆变器新型功率解耦电路控制策略的研究

针对光伏并网微型逆变器中光伏电池的输出功率所含有两倍的工频功率脉动问题,提出了一种新型功率解耦电路,可以有效地减小解耦电容的容量,使整个微型逆变器的寿命得到延长。详细分析了交错反激式微型逆变器的拓扑结构组成、工作过程及微型逆变器功率解耦的基本原理,并对目前较常用的三类功率解耦电路的工作方式及优缺点做了对比;对提出的功率解耦电路的两个工作模式及控制策略进行了详细分析,最后,在MATLAB仿真软件中搭建了带有功率解耦电路的交错反激式微型逆变器仿真模型,通过仿真实验可得功率解耦电路可以有效抑制功率脉动问题,控制策略可以实现单位功率因数并网。     

基于SPWM控制的正弦波逆变器的研究与设计

主要研究了正弦波逆变器设计中的关键技术——SPWM调制控制,并搭建了硬件电路进行验证。系统升压部分,采用具有电气隔离特性的反激变换器,进行设计。通过单片机产生SPWM控制算法,驱动IGBT全桥电路,进行DC-AC变换;再经LC滤波,得到50Hz的正弦波形电压。由此,SPWM控制的离网型逆变器在硬件平台上得以验证。     

三相并网逆变器的鲁棒模型预测电流控制

模型预测控制因具有概念简单、动态响应快、跟踪性能良好等优点,在电力电子领域得到广泛应用。模型预测控制在实际应用中存在参数失配的情况,易产生预测电流误差,因此提出一种基于扩张状态观测器的鲁棒模型预测控制策略。首先,以采用LCL滤波器的并网电压源逆变器为研究对象,利用加权平均电流将LCL滤波系统的传递函数由三阶降为一阶,简化模型预测控制的预测模型;然后,以加权平均电流为控制目标间接控制并网电流。仿真结果表明,基于扩张状态观测器的模型预测电流控制具有良好的动态和稳态性能,同时在解决参数失配方面具有较好的系统鲁棒性。     

基于tms320f28027的逆变电源制作

实现直流转交流的电压变换装置称为逆变器。传统的逆变器由单片机输出SPWM控制,程序设计与电路设计复杂。本文拟采用属于DSP的tms320f28027作为控制系统。利用其强大的浮点计算能力及功能齐全,高精度的外设模块在极大地简化电路与程序设计的情况下可方便地对逆变器进行精准控制。包括全桥逆变电路,LC滤波电路的主电路在DSP接收反馈并进行PI计算后输出相应的SPWM的情况下可输出正弦波交流电压。依据设计方案制作了样机,实验结果证明样机能输出纯净的正弦波电压,能够满足设计指标要求。     

LCL型电流控制的光伏并网系统研究

对于光伏发电系统,并网电流中含有较多的高次谐波和较大的谐波畸变率值。采用LCL型电容电流控制的方法,既可以控制单位功率因素并网提高并网质量,又可以抑制由于LCL滤波器引起的低频谐振。LCL型电容电流与电感电流结合构成双闭环控制回路,可以防止单闭环控制回路可能出现不稳定等问题。给出LCL电路的解耦模型,进一步优化并网电能质量。实验仿真主要比较LC型滤波器和LCL型滤波器,比较仿真结果中的并网输出波形和谐波畸变率值,验证了LCL型电流控制的正确性。