单电流闭环多重PR控制的LCL型逆变器

针对LCL型逆变器谐振尖峰以及对并网电能质量影响的问题,采用比例电容电流与并网电流叠加的电流反馈算法消除LCL型逆变器固有谐振尖峰带来的影响,并在比例谐振控制器基础上增加多个谐振环,用于抑制并网电流低频谐波和谐振电流含量,从而提升对电网电流控制的准确性和并网系统的稳定性。最后设计了2kW并网逆变器LCL型滤波器参数,在Matlab/Simulink上仿真与实验平台验证了控制算法的可行性。     

LCL型并网逆变器电流谐波抑制策略研究

日益增多的非线性设备使电网电压背景谐波含量增加,并导致逆变器的并网电流畸变。为了抑制并网电流谐波,提出了一种改进电网电压比例前馈控制策略,分析LCL型并网逆变器逆变侧电感值以及滤波电容值对电网电压比例前馈控制策略的影响,得到了逆变侧电感和滤波电容的优化选择方法,即根据逆变器的性能需求和设备安全需要,确定LCL型并网逆变器逆变侧电感和滤波电容的取值范围,并据此确定合适的电感值,继而通过选取较小的电容值降低并网电流的谐波含量,最后在LCL型并网逆变器样机中验证了该控制策略和优化方法的有效性。实验结果表明:采用基于滤波参数优化选择的电网电压比例前馈控制策略后,LCL型并网逆变器并网电流的总谐波畸变率由4.04%降至2.58%,对于谐波含量较高的3、5次低次谐波,均由2%降至1%以下,提高了逆变器的性能。     

有源电力滤波器的LCL滤波器分析与设计

LCL滤波器具有低频增益和高频衰减的优越性,但是参数难以确定.文章提出一种有源电力滤波器的LCL滤波器新型设计方法,并根据LCL滤波器的低频特性,求出LCL滤波器的总电感值.滤波电容使电感分为两个不对称的电感,利用电容吸收的无功功率设计出滤波电容值.以谐振频率作为参变量,借助MATLAB仿真软件并结合工程经验,对两个不对称电感值进行分配.系统的实验结果也证明所提出的设计方法是可行的.     

3种并网接口滤波器滤波特性比较研究

在并网变换器和电网之间加入滤波器是产生并网电流、减少电流纹波的必要条件.L型、LCL型和LLCL型滤波器是目前最为常见的3种滤波器.介绍了3类滤波器的拓扑及工作原理,分别从变换器侧开关纹波衰减特性、电网高频谐波抑制能力、参数设计和阻尼策略等4个方面进行了对比分析,结果可为并网变换器滤波器的选择和设计提供参考.     

LCL型并网逆变器自适应谐振抑制

针对弱电网时在电流控制器前向通路串联陷波器的电感-电容-电感(LCL)型并网逆变器谐振抑制方法可能失效的问题,提出采用自适应陷波器的新方法.通过对基于陷波器的有源阻尼方法机理研究,得到该方法的实质是实现传递函数的零极点对消,提出采用在线检测系统谐振频率的方法实时修正陷波器的陷波频率.为了简化数字运算,将陷波器改进为可独立配置零极点的双二阶滤波器,根据所测系统的谐振频率修正PI控制器的比例系数,以保证系统的带宽及稳定性.实验证明,采用所提方案可以有效地提高LCL滤波并网逆变器的弱网适应性.     

并联型有源电力滤波器输出滤波器的阻尼控制

为了减少电感的使用量,针对三阶电感-电容-电感(LCL)系统容易出现谐振的问题,提出了基于电容电流反馈的有源阻尼控制策略.首先建立了有源滤波器输出LCL滤波的数学模型,推导了LCL系统在高次谐波下的传递函数,由根轨迹图分析出电容电流反馈系数的取值范围,结合系统的幅值裕度,从中优化得到合适的闭环参数,最后在MATLAB中建立了电力系统模型.仿真结果表明:采用电容电流反馈的有源阻尼控制策略得到电流的总谐波失真含量是3.72%,优于采用阻尼电阻控制策略的4.21%.该策略可以很好地对系统的谐波进行补偿,开关频率处纹波衰减率较为理想,系统的稳态和动态性能均满足求.     

LCL型整流/回馈单元在通用变频器中的应用研究

针对交直交通用变频器的二极管整流能量单相流动、电流谐波大等问题,设计了一种电压型PWM整流/回馈并网单元。该设计具有能量双向流动、功率因数可控、电网端电流接近正弦特点。为满足规定的电流谐波小要求,需要在电路上加入滤波器。LCL滤波器对高频谐波抑制效果明显,而且比单电感滤波在相同谐波标准下具有较强优势。在分析了基于LCL无源滤波器的PWM整流/回馈并网装置的数学模型基础上,结合模型设计双闭环控制结构,根据谐波要求对滤波器各参数进行分析设计。仿真结果表明:整流器可使网侧电流正弦化,系统实现高功率因数运行。     

基于单周期和LCL型有源阻尼Z源逆变器并网研究

Z源逆变器克服了传统电压型逆变器只能降压不能升压、必须加入死区时间等缺点,在实际中得到了广泛应用.针对传统PWM控制和L型、LC型滤波器的缺陷,采用单周期和LCL型有源阻尼控制方案进行三相Z源逆变器并网控制.单周期控制较传统PWM控制具有结构简单、高次谐波含量低等优点,LCL滤波器较LC、L型滤波器滤波性能优越,但谐振峰值会降低系统稳定性,因此,采用滤波电容电流反馈有源阻尼法构成陷波器来矫正LCL滤波器谐振峰值对系统稳定性的影响.最后,在Simulink环境下进行仿真测试,验证了所提方案的可行性和有效性.     

基于有源谐波电导法的光伏逆变器集群谐振抑制策略

为抑制光伏逆变器集群并入电网引起的谐振,提出一种基于有源谐波电导法的光伏逆变器集群谐振抑制策略.首先,基于PI控制器下电容电流内环,电网电流外环的双闭环控制,分析双闭环控制下单台逆变器谐振抑制效果.其次,在保持控制系统不变的情况下,针对多台逆变器谐振问题,在光伏并网系统中加入有源滤波电导,不仅有效抑制逆变器低频谐波电流...     

风电并网逆变器无源滤波器设计

在风力发电并网时会存在高次谐波,注入电网后会对电能质量造成危害,网侧对PWM输出电压的滤波必不可少,目前大量采用LCL滤波器代替L、LC滤波器,但LCL滤波器存在谐振现象,增加阻尼消振又会带来功率损耗。针对以上问题提出一种新型滤波器,采用双电解电容并联二极管的LCL结构,给出了参数设计方法。通过仿真分析证明了该新型滤波器解决了谐振带来的不稳定问题,去掉了阻尼电阻,减小了滤波器功耗同时减小了滤波器的体积。     

基于DSP的三相光伏并网发电系统研究

光伏发电设备接入电网会对电力系统的稳定性产生影响.以光伏并网发电系统为研究对象,基于数字信号处理器(DSP)控制的光伏并网逆变器的工作原理,探讨了LCL滤波器的设计,给出了参数的设计方法和设计步骤.同时研究了并网过程中的软件锁相环技术,对锁相环电路的组成、工作原理进行了探讨.     

LCL型光伏逆变器复合优化控制策略

高阶LCL型光伏逆变器控制系统中,由于传统单一的比例积分(PI)和重复控制(RC)策略的并网电流控制方法虽能较好地改善并网电流质量但不能确保系统稳定性良好,输出电流会有一定的畸变。针对这一问题,提出了一种两相静止坐标系下PI+重复控制的复合优化控制策略。首先,在现有的PI+重复控制策略中,在PI控制器支路上引入加权系数m以加强PI环节的调节作用,并加快系统的响应速度以满足系统的动态性能;其次,在重复控制器支路上引入加权系数n以加强对系统稳态误差的不断修正并消除稳态误差,获得系统稳态性要求;最后,通过仿真试验验证了理论分析和策略优化的有效性。仿真结果表明,该优化方案简化了坐标变换与解耦计算,提高了对光伏逆变器输出的谐波抑制能力,降低了逆变器并网电流的总谐波畸变率。     

自适应陷波滤波器的并网逆变器相位超前补偿方法

逆变侧电流反馈控制的LCL型并网逆变器广泛地应用于实际中,然而在数字控制下,控制延时改变了系统的相位特性,进而影响系统的稳定性。为此,提出了一种基于自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)的相位超前补偿方法。首先,利用陷波器的相位超前环节对控制延时产生的相位滞后进行补偿,从而避免系统相位在谐振频率处穿越-180°,改善了系统的稳定性并增强其对弱电网的鲁棒性。其次,采用ANF算法对系统的谐振频率进行估计,并根据估计值动态调整陷波频率,扩大了谐振频率稳定区间,进一步提高了系统对LCL参数波动的适应能力。最后,对所提方法进行实验验证,结果表明:基于ANF补偿方案的并网逆变器稳定性良好,且相比传统的陷波方案,该方案对电网阻抗及LCL参数波动具有更好的鲁棒性,更利于LCL并网逆变器在弱电网工况下的控制。     

光伏并网逆变器中FIR滤波器的设计与实现

为减少对电网的污染,在进行光伏并网逆变器设计时,要产生与电网同频、同相的交流电,并使并网逆变器的功率因数接近于1,这就要求滤除电网中的谐波信号.针对数字化并网逆变器,研究基于Matlab仿真软件与数字信号处理器TMS320F2812实现FIR数字滤波器的设计思路,并对仿真结果进行分析,提出了针对电网信号特点的滤波器设计方法,对光伏并网逆变器的设计有一定参考价值.     

多并网逆变器耦合谐振特性

针对多LCL滤波型并网逆变器并联并网系统的复杂耦合谐振问题,建立单台逆变器的数学模型,并扩展成多台逆变器并联系统的数学模型.考虑逆变器自身、并联逆变器和电网单独作用时的等效电路模型,提出一种基于叠加定理的多逆变器并联系统小信号等效简化电路.利用频域分析法仿真分析了多逆变器并联的耦合谐振特性,并与单台逆变器谐振特性进行了对比分析,结果表明,多逆变器并联系统会出现额外的谐振尖峰,且谐振峰值和频率与并联逆变器的数量有关.     

双谐波注入的弱电网阻抗在线检测方法

弱电网的主要电气特性之一为高电网阻抗,电网阻抗的增大会改变控制系统受控对象的模型阶数,影响逆变器控制环路增益、带宽和控制性能,对光伏逆变器并网电能质量和稳定运行带来不利影响.为实现电网阻抗的在线检测以进一步优化逆变器控制策略,以弱电网下单相光伏并网逆变器为研究对象,在对其控制系统进行建模与分析基础上,研究基于谐波电流注入的电网阻抗在线检测方法.首先从理论上对单谐波电流注入法和双谐波电流注入法进行对比分析;进而从仿真角度对两种方法在检测精度、逆变器并网电流THD值影响方面进行验证;最后选定双谐波电流注入法作为主要研究方法,该方法周期性地向电网注入两种不同频率的谐波,利用检测元件获得并网点处的电压和电流信息,经由傅里叶分析处理后可得电参量中所包含的特定次谐波分量,进一步计算可得电网阻抗的实时值.实验结果表明:双谐波电流注入法可以实现对电网电阻和电感的准确辨识,与传统单谐波注入法相比,该方法不仅无需计算相角信息,同时具有更高的检测精度.     

基于准PR+改进重复控制的具有滤波功能的光伏逆变器

由于光伏逆变器与有源滤波器具有相同的拓扑结构,因此将光伏逆变器与有源滤波器相结合有利于提高光伏并网效率。准比例谐振(PR)控制动态响应能力强,但不能实现无静差追踪,而重复控制能够进行无静差跟踪,但存在延时问题且动态响应慢。将准PR控制与重复控制结合组成复合控制,在实现无静差追踪的同时又具有良好的动态特性,并分析了基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测。采用MATLAB/Simulink软件进行仿真,结果表明该复合控制能够快速有效地抑制谐波。