两级式LCL型三相光伏并网逆变器的研究

并网逆变器的控制是分布式发电并网的一项关键技术。以两级式LCL型三相光伏并网逆变器的控制策略为核心研究对象,设计了三相光伏并网逆变器的控制系统结构;建立了基于LCL滤波器的三相并网逆变器模型;提出了一种新的并网逆变器的控制策略;对基于SVPWM的LCL型三相光伏并网逆变器控制系统进行了设计;在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型。仿真和实验结果表明,并网电流谐波分量少,系统工作稳定,验证了所提出控制策略的正确性与有效性。     

光伏并网逆变器LCL陷波校正滤波器

为了抑制LCL滤波器的谐振,提高光伏并网逆变器的输出性能,介绍了一种基于陷波校正法的光伏并网逆变器输出滤波控制方案,将陷波校正法和超前/滞后环节引入LCL滤波器,给出了LCL滤波器的设计参数。系统仿真和实验结果表明,这种滤波方案有效抵消了LCL滤波器的正谐振峰,有效地滤除了逆变器输出电流的高次谐波,改善了电流波形的质量,提高了光伏并网逆变器的输出效率。     

基于LCL滤波的光伏并网逆变器电流滞环控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,提出的光伏并网逆变器通过LCL滤波器并入电网,采用非线性的电流滞环控制策略,建立光伏模块和LCL滤波器的数学模型,将基于电导增量算法的最大功率跟踪(MPPT)控制和有源阻尼算法集成在滞环控制系统中,实现了光伏模块最大功率输出,并有效抑制了LCL滤波器的自然谐振。提出了集成统一的电流滞环控制策略。仿真结果验证了光伏模块数学模型和MPPT算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应仿真表明,集成统一的电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网的电流品质,提高系统的稳定性。     

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计方法

目前,国内外对LCL型滤波器参数设计的研究正在进行中,但是这些研究并不适用于空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM),针对三相并网逆变系统中的开关动作方案,提出一种适用于SVPWM的三相并网逆变器LCL型滤波器的参数设计方法,并介绍一种针对SVPWM进行优化的LCL型滤波器的设计方法。通过开关状态对电网侧电流的纹波分量进行数学分析,得到逆变器侧电感参数,根据无功功率吸收比来选择滤波电容器参数,利用输出电流纹波衰减系数对电网侧电感参数进行设计。将测得的实际电流的畸变率与目标电流的畸变率进行比较,所得的误差在允许的范围内,验证了所提出方法的可行性,并通过仿真验证了该LCL型滤波器设计方法的有效性。     

光伏并网逆变器的LCL滤波器效率优化

为了提高光伏发电系统的并网效率,降低并网谐波,根据模拟滤波器的理论和设计方法,指出LCL滤波器的优势所在。结合逆变器应用详细介绍了LCL滤波器主要参数的设计优化方法,对滤波器主要器件的损耗计算和效率优化做了量化分析。将滤波器与实际300 kW光伏逆变器连接试验,仿真和试验结果验证了设计的正确性,根据实验结果绘制的负载-效率曲线在50%负载和100%负载时滤波器电能转换效率均在99%之上,电流总谐波畸变率THD在100%负载时小于1%,均大大优于各国际、国内标准和技术规范的要求。     

LCL并网逆变器的电流双闭环控制

采用LCL滤波器作为电压型并网逆变器与电网的接口,建立LCL滤波器的数学模型,提出一种基于电网侧电流外环、逆变器侧电流内环的LCL并网逆变器控制方法。该控制方法既能有效保护功率开关,又能保证系统稳定及并网电流的单位功率因数。针对该电流双闭环控制方法,给出一种基于赫尔维茨稳定判据及李纳德-戚帕特稳定判据的内外环控制器参数设计方案。进行了LCL并网逆变器并网运行仿真与实验。仿真和实验结果验证了所提LCL并网逆变器控制方法的正确性和可行性。     

光伏并入配电网的逆变器控制策略研究

本文介绍了光伏逆变系统的拓扑结构,建立了基于滤波器逆变器的数学模型,为了便于分析,将abc三相静止坐标系中的方程化简为d-q两相旋转坐标系下的数学方程,对逆变器的控制结构和控制参数设计进行了简单介绍。从滤波器的原理入手,对单L型和LCL型滤波器原理进行对比分析,在设计方法上,对比传统的分步设计法,本文选择了基于粒子群算法的新型LCL型滤波器的参数设计方法,最后通过仿真分析验证了LCL型滤波器的参数设计及所研究的光伏并入配电网的逆变器电压控制策略的正确性。     

计及逆变器侧电流反馈影响的LCL滤波器参数优化设计

LCL滤波器在中大功率并网逆变器中的应用得到持续关注。但LCL滤波器设计时变量较多且相互间关系紧密,参数难以确定。同时,电流控制同滤波器参数相互依赖、相互制约,共同决定着并网逆变器的稳定性和电流质量。现有的LCL滤波器设计方法都仅考虑了滤波器的滤波性能,未能有效结合电流控制对滤波器参数设计的限制。因此,如何优化设计滤波器以及控制器参数仍较为困难。该文通过建立单逆变侧电流反馈控制下LCL滤波并网逆变器的数学模型,得出控制性能对LCL参数的约束条件。结合滤波性能的需求,总结出了一套LCL滤波器参数和控制器参数的一体化设计方法。最后,通过实验验证了该设计方法的正确性和有效性。     

一种LCL型三相并网逆变器的控制器设计方法

此处建立了LCL型三相光伏并网逆变器的数学模型,研究了基于反馈滤波电容电流内环和电网侧并网电流外环的双闭环控制策略,内环采用比例控制,外环采用比例积分控制。为提高逆变器系统的控制性能,提出了一种基于预期频率特性的双闭环控制器设计方法,能够更精确的设计控制器参数。仿真和样机实验结果均表明该控制器设计方法简单实用,可使带LCL滤波器的三相光伏并网逆变器系统稳定可靠的运行,并获得高质量的并网电流。     

并网逆变器输出LCL滤波器的优化设计

并网逆变器PWM输出LCL滤波兼顾了低频段增益和高频衰减,参数不易选择。提出一种并联型有源电力滤波器中LCL滤波器的参数确定方法,在总电感设计的方案基础上,分析LCL滤波器的两个电感分配对滤波和控制性能的影响,提出了参数选择和优化的方法。仿真及试验验证了参数设计的可行性。     

一种改进的LCL并网逆变器控制方法的研究

LCL型滤波器相对于L型滤波器对交流侧电流中的高频谐波有更强的抑制能力,因此也越来越多地被用于逆变器中。研究了在独立工作模式和并网逆变模式间的切换过程中如何做到无扰动切换。在独立和并网逆变两种模式下分别对空载电压和并网电流直接控制。在对比传统电压电流控制情况下,对电压电流控制进行改进。通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立了LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真分析证明了可行性。     

LCL滤波光伏并网逆变器控制策略

为了探讨光伏并网逆变系统控制策略,消除并网电流谐波,研究了LCL滤波和电容电流内环、并网电流外环的双闭环控制规律;设计了光伏并网逆变系统,该系统采用LCL滤波,选用双闭环控制提高系统稳定性;针对传统PI控制的特点,改进传递函数,减小调试范围。该系统综合了双闭环控制、PI控制的优点,仿真试验验证了该系统的线电压波形稳定,静态误差较小,动态响应能力较强,显示该控制系统的优越性,表明了该系统能较好提高并网电流质量,控制策略有效可行。     

单相并网LCL型逆变器的改进设计方案

随着越来越多的分布式能源接入电网,并网逆变器获得了更多的应用。并网逆变器能够成功实现并网运行的前提是其直流母线电压高于最小要求限值,这限制了并网逆变器的应用。为降低并网逆变器的应用门槛,提出一种单相并网LCL型逆变器的改进设计方案。该设计方案通过将LCL型滤波器设计成一个有一定升压增益的模块,降低了前端逆变桥的输出电压要求,进而能够降低并网逆变器的直流母线电压限制,扩大了单相并网逆变器在低功率场合下的应用。首先分析传统LCL型单相并网逆变器直流母线电压受限制的原因,然后基于一种改进LCL型滤波器设计思路,利用其电压增益功能,给出一种详细的单相并网LCL型逆变器的改进设计方案,最后通过仿真和实验验证了提出的设计方案的有效性。     

三相光伏并网逆变器电网高阻抗谐振抑制方法

针对电网电压高阻抗LCL滤波器谐振问题,提出一种虚拟电阻+电容有源阻尼方法。该方法将虚拟电阻和电容串联之后与三相光伏并网逆变器的滤波电容并联。通过滤波电容电压得到虚拟电阻和电容支路的电流,将虚拟电阻和电容支路的电流作为LCL滤波器谐振抑制有源阻尼电流给定。通过逆变侧电流闭环控制,实现对三相光伏并网逆变器电网高阻抗LCL滤波器谐振抑制。建立15 k W的T型三电平三相光伏逆变器平台,对所提有源阻尼方法进行稳态实验,实验结果验证所提方法的可行性和正确性。     

基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制研究

针对常规LCL型并网逆变器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）参数鲁棒性差的问题,提出一种基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制方法。首先,分析了参数变化对常规LCL型并网逆变器电网电流预测控制的影响;然后,根据超局部建模理论建立LCL型并网逆变器的一阶超局部模型,使用滑模观测器对系统的集总扰动进行估计,提高系统控制的动态性能,实现并网电流的鲁棒预测控制;最后,通过搭建Typhoon602+仿真器和PE-Expert4控制器实验平台验证了所提方法的有效性。     

基于LCL滤波器的光伏并网逆变器控制策略

在并网逆变器中引入LCL滤波器取代单个电感滤波器.并针对采用LCL滤波器对并网逆变器系统带来的不稳定性,分别对比了以并网电流作为反馈变量和逆变器侧电流作为反馈变量的电流内环控制方法,提出了基于桥臂输出电流闭环与电压外环的双环控制策略.由于以并网电流为反馈变量的控制系统为三阶系统,所提控制系统稳定性和鲁棒性较好.搭建了三...     

300kW光伏并网系统优化控制与稳定性分析

本文基于系统精确建模进行了300kW的光伏并网系统优化控制设计与稳定性分析,应用三相二电平电流控制电压源型的SVPWM逆变器以及LCL滤波器作为光伏阵列与电网之间的接口,具有前馈补偿的同步矢量电流PI控制器对三相光伏并网系统公共点的并网电流实现闭环控制,能够平滑快速地实现文中提出的光伏阵列最大功率点跟踪算法,同时使并网电能质量符合IEEEStd929—2000标准。仿真结果与实验结果验证了所提算法的有效性,充分表明了所提出的控制系统具有良好的动态与稳态性能。     

一种LCL滤波器并网逆变电源准定频直接功率控制策略

针对传统逆变电源直接功率控制（DPC）开关频率不固定,导致系统输出滤波器设计困难,提出了一种LCL滤波器并网逆变电源准定频DPC策略。在传统并网逆变电源DPC的基础上,引入LCL输出滤波器,在低开关频率条件下实现了系统并网电流的低畸变,同时大大减小了并网总电感大小。对于LCL滤波器引入的高频谐振问题,引入了有源功率阻尼控制环节,保证了系统良好的稳定性和高并网性能。仿真试验结果表明,所提出的控制策略性能优良,在新能源并网发电领域有一定的应用参考价值。     

Stability Analysis for Grid‐Connected LCL‐Type Inverter with Digital Control

A grid‐connected inverter is indispensable for photovoltaic power generation and smart grid systems, and it must be designed for stable operation. The impedance method based on the Nyquist criterion is often utilized to analyze the stability of grid‐connected inverter systems. The impedance method is based on the eigenvalues of the product of the inverter output admittance and the line impedance matrices in the frequency domain. However, the frequency characteristics have so far been derived only for inverters with analog control systems. A new frequency analysis method for inverters with digital control systems is proposed in this paper. First, a stability analysis example for a three‐phase LCL‐type inverter controlled digitally is shown and the results are compared and validated with those by simulation using a Saber simulator. Finally, they are also compared and validated with experimental results digitally controlled by a DSP‐based system.