单相级联多电平光伏并网逆变器控制策略综述

级联多电平逆变器不仅能够实现各级光伏阵列的最大功率点跟踪,提高光伏利用率,而且具有系统开关损耗小、能量变换效率高以及并网电流谐波含量低等优势,在大规模光伏并网系统研究和工程应用领域备受青睐。综述了近年来级联多电平光伏并网逆变器控制策略的研究成果,依据各个级联单元的调制比配置方式不同,将变换器的功率平衡控制策略分成了三类,在分析各类控制原理和特点基础上,推导出了系统功率平衡控制策略的约束条件公式,进而指出了级联多电平光伏并网逆变器拓扑结构和控制策略的改进方法。     

三相电流型多电平变流器的数字控制技术

基于DSP和FPGA硬件系统,本文给出了三相电流型多电平变流器的控制系统的设计方法。文中给出一种二逻辑PWM信号到三逻辑PWM信号的数字转换方法,从而将三逻辑PWM信号的实现以及短路脉冲的分配完全移植于FPGA内部.实现了电流型多电平变流器的全数字化控制。通过一个三相电流型7电平逆变器实验.对所构造的控制系统进行了验证。     

光伏并网逆变器控制方法研究

随着技术日新月异的进步,光伏发电技术将成为最具发展前景的发电技术之一。光伏并网逆变技术可以采用电压型PWM整流器的拓扑结构,这种拓扑结构能够实现单位功率因数和降低网侧谐波等优点。光伏并网系统受光照强度和环境温度的影响比较大,如果使光伏阵列一直工作在最大功率点,则光伏阵列能量利用率将会达到最大。因此,最大功率点跟踪(MPPT)技术是光伏发电技术的必备关键技术。研究了带有MPPT技术的基于同步旋转坐标系VSR的三相光伏并网逆变控制方法。整体系统控制采用电压外环和电流内环的双闭环控制系统。一方面控制电压工作于最大功率点,另一方面控制电流跟踪于参考电流。根据该方法试制了系列化光伏并网逆变器样机,试验结果表明,该系统具有较好的稳态和动态性能,验证了该方案的有效性。     

三相光伏并网逆变器的研究

介绍了单级式三相光伏系统拓扑结构.基于光伏电池数学模型,利用Matlab建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型,并将此电池模型用在三相光伏并网逆变仿真系统中.系统具有最大功率点跟踪(MPPT)功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点跟踪.最后通过仿真和实验分析表明该控制策略正确可行.     

模块化多电平光伏并网逆变器的不对称容错控制策略

建立了容错控制时采取热备用形式下模块化多电平换流器(MMC)的平均开关模型。针对MMC子模块发生故障时剩余子模块不足以支撑直流母线电压导致逆变器不能继续运行的问题,提出一种只旁路故障子模块的新型容错策略,通过改变子模块电容电压值和载波移向角的方法,保证环流中的主要成分不改变,同时降低故障后逆变器并网电流的谐波畸变率,使MMC能够继续运行。改进了容错时的最大功率点跟踪控制环节,解决了容错时直流母线电压的恢复时间长的问题。利用MATLAB/Simulink搭建了MMC的仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。     

电流型多电平变流器拓扑分析

对电压型和电流型多电平变流器的研究主要集中在拓扑结构和相应的开关控制策略方面.分析了一种新型的单相5电平电流型变流器的拓扑结构.将新拓扑结构和原先的拓扑结构进行比较分析,可以看出新拓扑结构有许多突出的优点,如所需开关器件和均流电感数目少,结构更加简单.在对开关的控制上采用载波位置相反分布型控制策略,控制简单且容易执行.为了使负载输出电流谐波减少,可以通过对输出电平的宽度进行调节,以得到更平滑的负载输出电流.Matlab仿真波形验证了新拓扑结构的正确性和谐波消除法的可行性.     

基于预测电流控制的光伏并网系统最大功率点跟踪算法

针对光伏发电的突变性及昼发夜停特性提出一种新型的基于预测电流控制的光伏并网系统最大功率点跟踪(MPPT)算法。根据实际情况考虑光伏阵列的非线性特性,最大功率点周围光伏电压的振荡及逆变器、滤波器的设计等。为了确保系统采用控制算法的稳定性,MPPT的设计应运而生,在此基础上通过改进算法从光伏系统的电压与电流预测基准电流进而控制光伏并网系统。通过与传统的波动相关控制方法对比给出了仿真结果。仿真结果表明:在光照发生突变时,与传统的波动相关控制法相比,提出的改进算法的跟踪速度较之提升9.3%,并能够准确跟踪光伏并网系统最大功率点,且性能稳定可靠。     

三相单级式光伏并网型逆变器的研制

介绍了研制的三相单级式光伏并网型逆变器,启动时采用电压环控制,启动后切换到电流环并启动最大功率点追踪(MPPT)控制.根据MPPT算法特点,采用恒定电压法、导纳增量法及快速调整相结合的方法,能快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点(MPP).逆变器输出有功功率到电网,并能方便灵活地控制输出一定的无功功率给本地负载,起到无...     

光伏并网系统的建模与控制研究

通过建模与仿真,分析研究了三相光伏并网发电系统的控制策略.在一般工况下,建立了太阳能电池的通用数学模型,采用基于电压扰动干扰观测法进行最大功率点跟踪;搭建了三相光伏并网发电系统的结构,并采用空间矢量PWM控制器对逆变器进行并网控制;最后在Matlab/Simulink软件上进行了仿真试验,仿真结果表明该模型能够实现最大功率追踪控制,并能使并网侧逆变器输出的电压、电流跟踪给定参考值,实现功率因数可控的要求.     

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。     

基于Superbuck变换器的光伏MPPT调节器控制策略

针对应用于航天器光伏调节变换系统的Superbuck变换器,通过状态空间平均法建立了其小信号模型。基于MPPT模式提出了太阳电池阵列电压控制的双闭环控制策略,并在LTspice仿真软件中得到传递函数的波特图。最后,搭建了光伏MPPT调节器的实验平台。结果表明,所提出的控制策略能够使系统保持良好的稳态和动态性能,提高了太阳电池阵列的能源利用率,具有较强的有效性和实用性。     

基于两象限DC/DC变换器的光伏发电系统

传统MPPT电路串联在光伏组件和负载之间.光伏板产生的所有电能都要经过DC/DC变换器进行处理.因此.整个光伏发电系统的效率就要依赖于DC/DC变换器的效率.针对离网型光伏发电系统提出一种两象限DC/DC变换电路,并将最大功率跟踪电路与其并联,主要能完成蓄电池充放电,升降压电路的功能.由于与主电路并联,仅有少部分能量通...     

基于Buck三电平变换器的光伏储能系统

提出了一种基于Buck三电平变换器的光伏储能系统及最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,分析了Buck三电平变换器工作原理,建立了数学模型并进行小信号模型分析,证明了控制策略的可行性。为确保两只分压电容电压均衡,讨论了其分压电容均压问题并设计了控制环路,最后进行了实验验证。     

负载适应型光伏模块集成式变换器设计

此处研究了负载适应型模块集成式变换器(MIC)的有限状态机及最大功率点跟踪(MPPT)算法。利用状态空间平均法求解变换器在输出电压控制模式下的传递函数并设计了控制器:分析了MIC在不同运行工况下控制变量的特征,并以此为依据设计了系统的有限状态机,实现了控制回路层面上状态快速切换;为有效解决光伏MPPT快速性与最大功率点稳态振荡的问题,光伏MPPT采用变步长电阻增量法。系统采用dsPIC33FJ06GS606数字信号控制器实现底层闭环控制的有限状态机与MPPT算法,并通过样机实验验证了系统设计的可行性。     

Four-Arm Three-Phase Modular Multilevel Converter (4A-TPMMC)

In this paper a Four-Arm Three-Phase MMC (4A-TPMMC)-based DC–AC converter is proposed. The proposed converter generates a three-phase output voltage using a lower number of components, which reduces the converter complexity and cost. The concept of the proposed approach is presented in this paper. A comparison between the conventional Six-Arm Three-Phase MMC (6A-TPMMC) and the proposed 4A-TPMMC is conducted. Two simulation models are built, one for the 6A-TPMMC, and the other for the proposed 4A-TPMMC. The simulations are carried out for the same number of submodules per arm and the same AC output voltage magnitude. Moreover, a case study using the proposed 4A-TPMMC, as a three-phase medium voltage motor drive, is considered. Finally, an experimental validation for the proposed 4A-TPMMC is presented to prove the viability of the claimed contributions.     

模块化多电平变流器均压策略研究

模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,简称MMC)子模块电容电压的均衡是其稳定运行的前提,在此介绍了MMC的拓扑结构,分析了其运行原理,提出了一种基于子模块电容电压瞬时值排序和桥臂电流方向的简化均压策略。该策略上、下桥臂仅各需一个载波,而与子模块数无关。仿真和实验结果验证了所提均压策略的有效性。     

一种新型超导储能多模块并联的电流型多电平变流器

提出一种新型的超导储能多模块并联的电流型多电平变流器结构,该类拓扑结构是由多个三相六开关变流器模块和若干个分流电感组成,通过分流电感将直流侧总电流分成若干个电流等级来获得多电平的输出电流。为说明新拓扑的工作原理和结构性能,文中针对该类5电平变流器电路的开关状态、均流方法以及SPWM调制策略均进行了详细的分析。结果表明,该类拓扑具有冗余开关组合,并且变流器直流侧分流电感电流的均衡问题可以通过检测电感电流大小以及交流侧线电压极性来选择合适的冗余开关组合得以解决。文中采用载波相移SPWM技术对新拓扑进行调制,使得该类变流器在较低的开关频率下获得输出等效高频载波的效果,最后给出了该类5电平变流器的实验结果。     

大功率电流型光伏并网换流器的拓扑与控制

为克服电压源型换流器在大功率光伏并网系统应用中存在的缺陷,结合谐波注入技术和多电平技术提出了既能够并网发电、又能实现无功补偿和抑制谐波电流的大功率单级式电流源型光伏并网换流器拓扑。首先分析了该拓扑的结构及工作原理,构建了该系统的数学模型;然后提出了适用于该系统的非线性控制策略,重点分析了全局线性化的处理方法;最后在PSCAD平台搭建了仿真模型。仿真结果验证了该拓扑结构和控制策略的有效性。