单相光伏并网逆变器设计

简要介绍了光伏系统及其直流-交流逆变器的结构,选用了基于IGBT 的两电平逆变器作为光伏系统与交流电网接口的研究对象.重点研究了单相光伏并网两电平桥式电压型IGBT 功率逆变器的数学模型以及 PWM 调制技术.分析了光伏并网单相逆变器的时域数学模型,重点研究了单相光伏并网逆变器主电路和控制系统参数的选择,并对输出 LC滤波电路参数以及控制系统 PI参数进行了计算,得到了输出电压以及电感电流的表达式,设计了模拟PI调节器的结构及其参数.     

单相光伏并网逆变器控制技术

把光伏电池的特性与光伏并网逆变器结合起来控制光伏电池最大功率传输,提出了用光伏电池最大功率跟踪控制的最大输出电流作为逆变器控制的瞬时参考电流的方法,该瞬时交流参考电流是以光伏电池输出的直流电流作为其峰值,以电网电压的相位和频率作为瞬时交流参考电流的相位和频率,同时为了确保逆变器的稳定性和可靠性,引入了电网电压前馈和滤波器电容电流反馈控制的方法。分析了光伏系统中DC/DC、DC/AC的拓扑电路结构及其实现最大功率并网的控制策略,并利用MATLAB/Simulink对系统进行仿真,仿真结果表明所提控制策略能实时跟踪光伏系统的最大功率点,系统能稳定可靠地向电网传输电能。     

单相光伏并网逆变器的研究

介绍了单相并网逆变器的软硬件控制回路,包括两级式单相光伏系统拓扑结构和最大功率跟踪功能,以及反孤岛效应等功能,并网逆变器的输出控制为电压源系统,保证输入的直流电压尽可能快地进行调整,实现对光伏阵列的MPPT控制,MPPT采用固定参数法与扰动观察法相结合的复合控制算法.孤岛效应检测采用了基于电网非特征次谐波阻抗的主被动相结合的检测方法.并在此基础上以TMS320F2406和IPM为硬件核心,研制出了5kW的实用化产品样机,现场运行结果表明所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能.     

单相光伏并网逆变器的控制算法

首先分析了并网逆变器拓扑结构及数学模型,然后将并网控制策略进行了分类,针对直接电流控制进行了进一步深入研究,详细阐述了滞环控制和无差拍控制两种控制策略。     

单相双级式光伏并网逆变器

分析了单相双级式光伏并网系统的工作原理,使用直流电源加可变电阻来模拟太阳能电池的输出特性曲线,并对其可行性进行了理论分析.提出了一种改进的变步长占空比扰动法,提高了系统的快速性和高效性.详细分析了以DSP为核心的单相光伏并网逆变器的并网策略,设计了并网逆变器的电压、电流双闭环控制系统.其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定;内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频、同相.在锁相跟踪控制中,提出了一种软硬件相结合的改进方法,可有效提高跟踪锁相的精度.实验结果表明所设计的并网逆变器能够实现最大功率点跟踪,并能实现输出电流精确跟踪电网电压,功率因数可达0.998.     

新型单相光伏并网逆变器的研制

为满足小型家用单相光伏发电系统的需求,研制了一台6 kW单相光伏并网逆变器.该逆变器前级采用Boost电路,后级采用全桥逆变电路.全桥逆变电路采用单极性倍频正弦波脉宽调制(SPWM)调试方式,使逆变器在开关频率较低的条件下,输出电流波形畸变率能满足相关标准要求.逆变器控制系统采用基于比例谐振(PR)控制器的电流环及电压...     

单相光伏并网逆变器控制技术的研究

分析了单相两级式光伏并网逆变器的控制策略。前级DC/DC变换器主要用于最大功率点追踪(MPPT),并介绍了一种有别于多数MPPT的控制方法,即首先给定最大功率点处的电压值,将检测到的太阳能电池板的输出电压和电流通过双环控制来实现MPPT;后级DC/AC变换器采用全桥电路,在传统PI+P调节的基础上引入比例谐振(PR)调节,分析了其良好的动态性能。最后根据所采用的控制方法,搭建了基于Saber软件的系统模型并给出了输出波形,从而也验证了前后级控制方法的可行性。     

单相光伏并网逆变器控制系统的研究

基于TMS320F2812型DSP芯片设计了一套10 kW单相光伏并网逆变器.阐述了单相光伏并网逆变器的主回路组成以及控制系统的设计.采用了适当的算法确保逆变器输出的功率因数接近于1,谐波含量低.该系统具有最大功率跟踪和反孤岛效应等功能,现场运行结果表明了所提出的控制方案具有良好的性能.     

单相光伏并网逆变器无功补偿控制策略

针对传统单相光伏逆变器功能单一的特点,对具有无功补偿功能的光伏并网逆变器控制策略进行了研究,拓展了光伏逆变器的功能。提出了一种正弦信号积分法结合瞬时无功功率理论的方法,来检测有功电流和无功电流,克服了传统单相无功检测法的时延问题。系统采用传统的双闭环控制,电压外环采用PI控制,稳定母线电压,电流内环采用准比例谐振控制器,实现了电流的无稳态误差跟踪。仿真和实验结果证明了该方法的有效性和正确性。     

单相光伏并网逆变器PDFI控制技术研究

快速精确的电流控制是实现光伏系统并网运行的关键之一。针对传统比例积分PI并网电流控制存在稳态误差的问题,提出一种比例延时反馈积分(PDFI)控制。该方案无需坐标变换,仅需在传统PI控制基础上加入简单反馈回路即可实现并网电流的零稳态误差控制。理论分析、仿真和实验结果验证了所提出方案的有效性。     

LLCL滤波的单相光伏并网逆变器控制技术研究

采用新型LLCL滤波器对单相光伏并网逆变器进行滤波,LLCL滤波器通过在传统LCL滤波器的电容支路中串联一个小电感达到在开关频率处产生串联谐振,相比LCL滤波器能够更大程度地对串联谐振频率处的电流谐波进行衰减,可进一步减小总电感值。分析表明LCL滤波器双电流环控制同样适用于LLCL滤波器,并网电流外环采用带谐波补偿的准比例谐振(PR)控制器能够有效跟踪并网电流指令的同时可对特定次谐波进行补偿,但谐振控制器在谐振频率处存在180°相角跳变,随着谐波补偿的次数增加易导致系统不稳定。在准PR控制器之后增加一个超前校正环节,对谐振频率处进行相位补偿的同时能够提高系统的相位裕量,增强系统稳定性。此外,引入电网电压前馈控制增强系统对电网电压的抗干扰能力。仿真结果表明系统具有较好的稳态性能和抗干扰性能。     

新型单相光伏并网逆变器共模电流抑制研究

针对现有非隔离单相光伏并网逆变器拓扑共模电流大、效率低等问题,提出一种新型非隔离单相光伏并网逆变器拓扑,该拓扑在单相全桥逆变器的基础上增加2个续流二极管,并将交流侧滤波电感移至逆变器下桥臂,使得开关周期内共模电压保持恒定,有效抑制了共模电流;同时高频开关管使用MOSFET,工频开关管使用IGBT,且避免引入额外的开关管...     

新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统的研究与应用

为了使两级式单相光伏并网逆变器在具备漏电流抑制能力的同时具有较高的转换效率,提出了一种新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统。该系统采用前级为ZVS Boost升压电路,后级为H6逆变拓扑的结构。分析了它们各自的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。最后,搭建了所提出的两级式单相光伏并网逆变系统的实验平台,对理论分析进行了实验验证,结果表明所设计的光伏并网逆变器不但具有较高的入网波形质量,而且有很高的转换效率,其最高效率可以达到97.26%。     

基于改进调制的两级式单相光伏并网逆变器前级二次谐波抑制

为抑制两级式单相光伏并网逆变器前级电路中的二次谐波电流,利用开关周期平均模型对前级电路中二次谐波电流产生的原因进行了分析,基于此提出了抑制二次谐波电流的改进调制方法。该方法根据实时采样得到的母线电压修正占空比,无需复杂的运算处理,易于实现。进一步分析了改进调制方法下前级Boost电路的小信号传递函数,提出了欠阻尼条件下基于微分先行PID算法的光伏电池最大功率点电压跟踪方法。仿真表明,改进后的两级式单相光伏并网逆变器最大功率点跟踪过程振荡小,光伏电池输出电流平稳,二次谐波电流抑制效果显著。     

小功率光伏并网逆变器控制策略的研究

为减少开关频率引起的电流谐波和实现电气隔离,采用带T型滤波器和工频隔离变压器的并网逆变器拓扑。针对传统电流SPWM控制响应速度慢和单纯采用电流PI控制不能消除电网扰动对并网电流影响的缺点,提出了电流PI和电网电压前馈相结合的SPWM电流瞬时值跟踪控制。通过对光伏并网逆变器控制原理的理论分析,设计了并网逆变器控制模型,并推导出各个控制环节的传递函数模型,最后进行了电流环PI调节器的设计。通过对Matlab仿真结果分析,表明该种控制策略是可行的。     

LCL滤波单相并网逆变器电流加权控制研究

针对并网逆变器LCL滤波器直接电流控制出现的稳定性和控制精度等问题,提出了一种电流加权控制的策略。控制方案采用逆变器侧和电网侧电流加权反馈方式,调节电流反馈系数可以改善系统性能,还分析了电网电感对控制策略的影响。为了验证理论的正确性和控制策略的有效性,在Matlab/Simulink中搭建额定功率5kW的LCL加权电流控制仿真系统。仿真结果表明,电流加权控制稳定裕度大稳态精度高,馈入电网电流总体谐波畸变率小,功率因数高;另外,电网阻抗增大时不影响系统的稳定性,入网电流谐波却进一步下降,功率因数也略有下降。