双极型光伏并网系统逆变器故障分析

建立了双极型的光伏并网仿真模型,采用基于电导增量法的最大功率跟踪控制,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流电压参数在逆变控制电路中通过PI调节实现.实现了逆变器输出的电压和电网侧电压的同频同相.对单、双重逆变器典型故障的波形进行了分析,双重逆变器改善了输出波形,更利于电网.     

基于滑模控制的Boost逆变器并网研究

分析了Boost逆变器工作原理,该逆变器采用两组独立对称的双向Boost电路,实现了交流输出电压高于直流输入电压。结合恒定频率滑模变结构控制设计方法,设计Boost逆变器并网滑模控制器,并利用Matlab工具对该系统进行仿真,并与PI控制对比。仿真结果表明,与PI控制相比,该设计方案及其控制方法能够有效控制逆变器输出电压与电网电压在幅值、频率和相位上一致,能够较好实现并网。     

基于负载电流滑模观测的逆变器滑模控制

提出一种基于负载电流滑模观测的单相电压型逆变器滑模控制策略。结合串级系统思想,将逆变系统分解为电压子系统和电感电流子系统,电压子系统的控制输出为电感电流子系统的控制给定量。电压子系统采用滑模控制,并将负载电流观测值进行前馈补偿,以克服负载电流对逆变器控制性能的影响,同时有效避免了传统逆变器滑模控制中切换增益过大问题。实验结果表明,所提观测器响应速度快、观测误差小,系统输出无静差、输出电压谐波含量很少,且对直流母线和负载扰动具有强鲁棒性。     

改进滑模-模型预测的免网压逆变器研究

免电网电压检测并网逆变器控制不仅可降低对电网电压传感器的依赖,而且在传感器故障时,对实现系统容错控制具有重要意义。但传统基于滑模观测器的免网压检测方法观测结果混有较大噪声,难以实现对并网电流的精准控制。这里设计了一种新型的负反馈谐振滤波滑模观测器结构对电网电压进行观测,通过优化输出信号的暂态和稳态分量幅频特性,提升观测结果的准确性。所提方法相比传统滑模滤波方式不必额外设置滤波补偿环节,同时可有效滤除电网电压观测结果中的观测噪声。最后仿真与物理实验证实所提改进滑模-模型预测控制方法在不同电网电压初始相位及幅值波动的情况下均可实现快速稳定跟踪。     

逆变器并联系统均流控制策略的研究

针对逆变器并联系统的系统环流,提出了一种基于解耦控制的逆变器并联系统均流控制策略,对各逆变器设置一个独立的逆变电压调整电路,通过调节逆变电压使各逆变器的输出电压均相等,同时采用电压外环、电感电流内环的双闭环控制方式来达到均分负载电流,即实现均流控制的目的。因各逆变电压调整电路独立控制,因而完成了逆变器并联系统均流控制的解耦。在Matlab/Simulink下建立两台逆变器并联系统仿真模型,仿真结果证实解耦控制下系统均流性能较为理想,系统环流较小。     

单相单级光伏LCL并网逆变系统控制策略

在传统的光伏LCL并网逆变系统中,直流侧电压只有大于其最小需求电压时,逆变器才能有效控制并网电流,而最小需求电压随电网电压的增加而增加。为此需在单级逆变系统中串联多块光伏电池以提高其直流侧电压,但这提高了光伏并网发电系统的应用门槛。对此提出一种新型的LCL并网逆变系统及其控制方法,该逆变系统对并网电流有较强的控制能力,对逆变器直流侧电压没有要求,且电网电压对其控制能力也没有影响。与传统LCL电路相比,新型LCL电路同样具有较好的滤波效果。在控制系统中利用基波分量提取环节增加系统阻尼,提高系统稳定性;根据光伏电池的直流电压、电流和2次脉动电压、电流判断光伏的最大功率点;通过控制并网电流使光伏电池工作在最大功率状态。仿真结果验证了所提系统结构及其控制方法的正确性。     

基于复合控制的LCL型并网逆变器研究

提出一种适用于LCL型并网逆变器含电容电流前馈和逆变输出电流反馈的控制策略,用来抑制并网逆变器LCL谐振,采用有源阻尼法比例谐振(PR)+重复控制(RC)来控制逆变输出电流从而间接控制并网电流以抑制电网电压波动,实现并网电流对电网电压的跟踪,提高功率因数。实验结果表明所提控制策略的可行性。     

基于改进滑模控制的电网模拟器逆变侧设计

文中提出了一种基于趋近律的改进滑模控制方法,改善了电网模拟器的逆变侧设计.文章选择了合适的电网模拟器拓扑结构,建立了三相全桥逆变器的数学模型,通过双幂次滑模趋近律对原有的控制方法进行了改善.在Simulink中设计了系统的控制框图并进行了仿真结果对比;基于PHIL实时仿真技术搭建了电网模拟器实验平台并进行了实验,结果表...     

提高弱电网下LCL型并网逆变器稳定裕度的改进前馈策略

传统比例电网电压前馈能够抑制电网背景谐波对并网逆变器的影响,但是在弱电网下比例前馈会引入电网阻抗,电容电压相关信息的正反馈,大幅降低电流控制的开环相位裕度,严重影响了并网逆变系统的可靠性.首先建立了弱电网下并网逆变器的数学模型,分析了弱电网下电网电压前馈导致系统不稳定的机理;然后提出了一种电容电流补偿的电网电压前馈方案...     

风力发电并网逆变器的研究

针对变速恒频的直驱型风力发电系统与电网的接口-并网逆变器存在的问题,提高逆变器的性能和可靠性,选择合理的交直交变流并网方案,控制策略上采用瞬时电流跟踪控制技术对并网逆变器进行控制,使逆变输出电流能够快速动态跟踪电网电压,逆变电流波形保持正弦波,达到与电网电压同频同相。从而大大减少了对电网的谐波污染,提高了风力发电的并网效率和可靠性。同时,对该方法在Matlab R2008a中利用Simulink仿真电力系统工具箱进行了建模与仿真,仿真结果验证了其正确性和可行性。     

LCL滤波的三相并网逆变器电流双环控制策略

对于LCL滤波的三相并网型逆变器系统,电网电压畸变会增加网侧电流总谐波。针对该问题,分析了传统逆变侧电流单环控制策略无法有效抑制电网电压畸变对网侧电流的影响。为了增加网侧电流对电网电压畸变的抗扰性,提出了电流双环的控制策略。内环通过PI控制器实现对逆变侧电流的控制,外环通过PI+PR的控制方案完成对网侧电流的控制。通过推导系统的输出导纳的频率响应,分析了在提出方案下,网侧电流能够更有效地抑制网侧电压畸变的影响。仿真以及100kW样机的实验结果验证了该控制策略的有效性。     

不平衡故障下光伏并网系统控制策略研究

电网不平衡故障下,两级式光伏逆变器的直流母线电压及并网电流会不稳定,从而导致光伏逆变器由于过压或者过流而脱网,而光伏逆变器的脱网又会恶化电网系统的安全运行,从而造成更为严重的事故。针对这一问题,首先在分析三相光伏并网逆变系统结构及控制的基础上,提出电网故障下保持系统直流母线电压及并网电流稳定的控制策略,并且采用所提控制策略下的光伏并网逆变器能够在电网故障期间对其提供一定的无功支持。最后,搭建了三相光伏并网逆变系统的数字仿真及物理实验平台,结果验证了所提控制策略在电网不平衡故障下的有效性与优越性。     

三相电压型逆变器的滑模控制律参数优化设计∗

针对三相电压型逆变器滑模控制中滑模函数和趋近律参数选取困难的问题,提出一种滑模控制律参数优化 设计方法.首先,根据三相电压型逆变器的基本工作原理,建立了三相电压型逆变器的dＧq 数学模型.其次,将滑模 变结构控制应用到三相电压型逆变器系统中,设计合理的滑模函数并采用等速趋近律推导出滑模控制律,再将滑模控 制律带到三相电压型逆变器闭环系统,得到偏差的数学模型.根据系统跟随性能的要求,讨论并推导了滑模控制律中 参数优化的选择公式.最后,利用PSIM 仿真软件,搭建了三相逆变器的滑模变结构控制闭环系统,通过仿真实验验 证了所提滑模控制律参数优化设计的合理性和可行性.     

风光互补发电并网控制技术的研究

本文针对风光互补发电并网逆变控制系统进行了深入的研究,系统地分析了并网逆变器的控制策略。该系统由不可控整流电路、BOOST升压斩波电路、单相全桥并网逆变器及LCL滤波电路组成,并对并网逆变器采用电流闭环控制和电网电压前馈控制。利用Matlab／Simulink仿真软件对单相并网逆变控制系统进行了仿真,验证了所设计系统的可行性。     

基于ESO的三相电压型逆变器终端滑模控制

针对逆变系统中由于非线性负载的变化及外界扰动和参数摄动对输出电压动态响应速度、波形失真率影响较大等问题,在三相电压型逆变器d-q坐标模型基础上,提出一种基于ESO(扩张状态观测器)的终端滑模控制策略。该方法对输出电压d-q轴分量分别进行调节,再转换成调制信号控制逆变器输出电压。设计ESO对系统的总扰动进行估计,补偿控制输出,使得滑模控制中切换增益有效减小,达到减弱抖振效果,增强系统鲁棒性能。该控制策略简单可行,仿真结果表明系统输出电压动态响应快,鲁棒性好,总谐波畸变率小。     

一种新颖的两级式光伏并网控制方法

光伏屋顶发电系统通常采用两级式Boost+逆变器的拓扑结构,为提高系统运行效率,提出了一种新型控制方法。实时判断光伏输出电压与电网瞬时电压绝对值大小的关系,当光伏输出电压高于电网瞬时电压绝对值时,Boost变换器停止工作;而当光伏输出电压低于电网瞬时电压绝对值时,Boost变换器执行直流母线稳压功能,后级逆变器控制实现最大功率点跟踪(MPPT)及单位功率因数逆变并网要求。通过仿真和实验验证了这种方法具有前级开关管动作次数少,能够有效地提高系统效率并同时确保系统并网电能质量等优点。     

户用型单相光伏并网系统仿真分析

针对3 kW光伏并网发电系统,详细分析了光伏电池的模型;采用扰动观察法实现最大功率点跟踪;选择电流内环电压外环的双环控制作为并网逆变器的控制策略,其中电流内环控制并网逆变器的输出电流跟随电网电压,电压外环控制直流母线电压稳定在400 V;将主动式频率偏移法运用于孤岛检测的算法控制,孤岛出现后2 s内迅速检测出孤岛并切断光伏逆变器。给出了基于MATLAB/Simulink的系统仿真模型。结果表明:光伏电池能很好地实现最大功率点跟踪,逆变后成功并网,在规定的时间内对孤岛做出判断,达到预期的设计目的。     

并网逆变器无电网电压传感器模型预测控制

近年来,模型预测控制被广泛应用于并网逆变器的控制中。为进一步降低并网电流的谐波,提高系统的可靠性,该文提出一种并网逆变器无电网电压传感器双矢量模型预测控制方法。首先,提出一种基于改进型滑模观测器的电网电压在线观测方法,以实现无电网电压传感器控制。所提方法不需要电网的精确频率即可实现电网电压的频率自适应观测。同时,由于观测器中低通滤波器的使用,电网电压背景谐波对电流控制的影响得到一定程度的抑制。其次,为了进一步降低电流谐波,文中基于调制模型预测控制的原理提出一种双矢量模型预测控制方法,并从理论上证明了所提双矢量模型预测控制方法的有效性。详细的对比实验结果验证了所提方法的正确性。     

基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。     

基于TMS320LF2407的光伏并网逆变器的研究

在介绍光伏并网逆变器的基本原理和拓扑结构基础上，提出基于TMS320F2407型DSP的单相电压源输入、电流输出控制方式的并网逆变器设计方案。采用电导增量法跟踪控制太阳电池的最大功率点，利用TMS320F2407芯片产生相应的SPWM波控制功率器件的导通与关断，使用零电流跟踪误差控制实现并网电流无静差的跟踪电网电压，最终实现了快速稳定追踪太阳电池最大功率，并以与电网电压同频、同相正弦电流波形送入电网，提高了系统逆变效率和可靠性。