三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的分析

详细分析了三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的产生机理,构建了共模电压模型,得出了抑制共模电流的一般规律。利用该规律,对三相全桥拓扑结构的共模电流进行了详细分析,提出了新型控制方法,通过仿真试验对该方法进行了验证。     

新型高效率无漏电流单相非隔离光伏逆变器

为实现“双碳”及“铜退硅进”的目标,非隔离型逆变器在光伏新能源发电领域得到了广泛的研究与应用。非隔离光伏并网系统中存在的漏电流问题是迫切需要解决的关键问题之一。为解决该问题,文中提出了一种新型单级共地型无漏电流,高效率非隔离光伏并网逆变器拓扑结构。分析了所提逆变器前级DC-DC升降压电路的工作原理和模态,给出了其软开关实现条件。研究了新型拓扑结构的无漏电流内在机理,以及推导了其输出电压特性。搭建了基于PSIM软件的仿真模型,仿真结果表明：与传统漏电流抑制拓扑相比,该拓扑结构可实现无漏电流光伏并网,而且前级DC-DC变换器可实现软开关,可在较宽输入电压范围内实现高效率、高质量电能并网。     

基于Z源逆变器的光伏水泵系统研究

提出了一种基于新型Z源逆变器的光伏水泵系统,阐述了Z源逆变器的工作原理及其带直通零矢量的SVPWM控制策略.由于独特的Z网络的存在,逆变器不会因逆变桥臂的误触发而遭到损坏,而且在系统不附加其它升压环节的情况下,输出电压仍可比输入电压高.系统控制方法采用光伏阵列电压和Z源电容电压双闭环控制,通过阵列电压环对光伏阵列进行最大功率点的跟踪,Z源电容电压闭环控制的目的是稳定Z源电容电压,从而对整个Z源逆变器的可靠运行提供保证.     

基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统

逆变器是光伏发电系统的重要组成部分,逆变器结构的选择与设计至关重要。文章从传统逆变器局限性入手,在重点分析了Z源逆变器的拓扑结构和工作原理基础上,提出新型Z源逆变器的拓扑结构,并设计了一种基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统。系统采用高性能DSP作为主控制芯片,研究了一种加入直通零矢量的双闭环控制方案,采用扰动观测法与最小二乘法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,使整个系统更加完善、安全。     

一种应用于光伏系统的单级升压式无变压器型逆变器

文章提出了一种应用于光伏发电的新型升压式无变压器逆变器拓扑结构。该拓扑结构使用双载波同相层叠调制技术,可实现电压的高增益,仅使用较低占空比即可将低压直流侧电压并网。该拓扑输入负极与电网中性点共地,可将分布的杂散电容短路,完成无共模电流运行。同时,所提拓扑结构通过多单元整合实现了能量的单级传递,仅含6个功率开关管。文章详细分析了所提拓扑各功率元件的设计及主要工作模式。最后,通过一台120 W的试验样机,验证了所提拓扑的正确性和控制策略的有效性。     

应用于光伏发电并网逆变器的有源阻尼控制策略

针对三相LCL型并网逆变器存在的谐振问题,建立了基于哈密尔顿系统数学模型,并用串联陷波器的方式对系统谐振尖峰进行抑制。在基于经典控制理论以及PI等传统控制器的基础上,将无源控制（PBC）理论用于三相LCL型并网逆变器控制器的设计,提高了并网系统抗干扰能力。并在MATLAB/Simulink中进行了仿真验证,结果证明了所研究的利用无源控制策略的有源阻尼控制的有效性,使系统输出电流总谐波失真（THD）从0.82%降低到0.5%以下,降低了并网电流的谐波含量,在新能源发电并网中具有一定的研究意义。     

一种能够抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器

该文给出一种能抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器,该逆变器是通过将H桥逆变器与Buck-Boost斩波电路级联以及对相关的元件进行复用并对电路进行简化得到的,可同时实现升降压以适应宽输入范围的直流侧电压,无电解电容应用且具备有效抑制漏电流的能力,保证系统的可靠性和安全性,非常适用于中小功率光伏系统。此外,利用一种基于调制波重构的非线性调制策略,能显著降低直流侧储能电感大小,有效提高功率密度,实现均衡升降压。详述其工作原理,通过共模分析验证其能对阴阳两极漏电流实现有效抑制以及新型调制策略下可实现均衡升降压控制。在理论分析基础上,完成逆变器并网控制的仿真和实验,结果与理论分析相契合。     

一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略

文章提出了一种改进的光伏并网逆变器双闭环控制策略。外环为直流电压环,维持直流母线电压恒定,并始终跟随参考值;内环采用电感电流实时反馈与电网电压前馈补偿的复合控制方式,抑制电网电压波动对系统带来的扰动,实现光伏逆变器的并网功率控制。以两级式并网光伏发电系统为控制对象,验证所提出控制策略的正确性与有效性。实验结果表明,当外界光照条件发生变化时,系统具有良好的动态性能。     

单相光伏并网逆变器控制策略的比较研究

采用单相两级式光伏并网拓扑结构,针对传统双闭环控制策略,在光伏电池输人功率发生骤变时,响应滞后,系统稳定性较差的缺点,采用带有输入功率前馈的双闭环控制策略,并对其进行详细地分析。通过上述的分析,基于MATLAB平台,分别就两种策略搭建了光伏并网系统的仿真模型。仿真结果表明,当输入功率发生突变时,相对于传统双闭环控制策略,带有功率前馈的双闭环控制策略,其并网电流能够更快地达到新的稳定,同时降低了直流母线电压在该过程中的波动,具有更优越的动态性能。     

基于Z源逆变器的离网光伏系统仿真设计

对于偏远或电网未覆盖的区域,设计优良的离网光伏系统可解决本地负载的供电问题。将高效Z源逆变器应用于离网光伏系统,提出了系统整体控制策略,在控制离网系统三相交流电压稳定的基础上,同时进行光伏系统最大功率点跟踪（MPPT）,额外能量为蓄电池组充电,实现了能源的有效利用。系统仿真结果表明,当交流负载阶跃变化时,系统输出交流电压及MPPT控制仍能快速恢复稳定,蓄电池充电电流也能自行调整,验证了该离网光伏系统的正确性与可行性。     

应用于光伏并网系统准Z源逆变器的滑模控制策略

针对光伏并网系统可能产生的太阳辐照度变化、系统振荡、抗干扰能力和抗谐波能力不理想等问题,提出电容电压外环采用含有状态变量的积分补偿滑模控制策略以保证Z源电容电压相对稳定,不产生超调和不出现失真;并网电流内环采用改进的切换函数设计滑模控制器,以削弱系统抖振,并网效果得到提高。通过Matlab/Simulink平台建立仿真模型。仿真结果表明,相比PI（比例积分）和PR（比例谐振）控制策略,该方法可增强并网系统的全局鲁棒性,能有效提高系统的动态响应速度和并网电能的质量,且能抑制电网电压的谐波信号。     

基于改进PCI控制器的光伏并网逆变器的直流分量抑制策略

针对非隔离型光伏并网逆变器存在直流分量注入问题,提出一种基于改进比例复数积分（PCI）控制器的直流分量抑制策略。将直流分量当作系统的扰动,设计相应的扰动观测器（DOB）,利用DOB对系统中的直流分量进行实时观测,并基于直流分量的观测值设计补偿环节,实现对直流分量的抑制。此外,针对系统在传统PCI控制器控制下存在系统相位裕度不足的问题,将传统PCI控制器的实数形式的谐振系数替换为复数形式,在复数域下设计改进型PCI控制器,提高系统的相位裕度。最后通过仿真与实验验证所提控制策略的可行性与有效性。     

反激型电流源光伏并网逆变器的损耗分析与优化设计

研究了反激型电流源光伏并网逆变器损耗的计算方法,推导出用于损耗分析计算的公式.分析表明:反激型电流源并网逆变器的损耗与其变压器匝比关系密切,匝比直接影响开关器件的选择与变压器的设计,最终影响变换器效率.在对其损耗分析模型进行验证的基础上,应用该模型进行了一个160W光伏并网逆变模块的优化设计,实验证明该方法能够为反激型并网逆变器的设计提供一套有效的设计方法,达到优化系统参数的目的.     

基于无源性理论的光伏储能型准Z源并网逆变器控制方法研究

储能型准Z源逆变器（qZSI）在光伏发电中具有突出优势,有助于减少光伏发电系统中的功率波动。为解决比例微分（PI）控制响应速度慢、超调量大、控制参数多且不易确定等问题,提出储能型qZSI的非线性无源控制方法。首先,对储能型qZSI无源控制系统进行无源性和稳定性证明;然后,依据储能型准Z源的E-L模型,设计无源控制器;最后,通过Matlab/Simulink验证了在光伏光照变化及网侧功率变化时,采用无源控制方法的优越性。与PI控制器对比,设计的无源控制器响应速度更快、控制参数更少,实现了对系统的鲁棒性控制,获得了更好的动态性能。     

基于光伏逆变器调相的网源协调调控运行技术研究

文章针对光伏并网发电给电力系统的安全性、稳定性和经济运行带来的问题和挑战,探讨了合理的网源协调控制策略.在网源协调管理平台架构的基础上,提出了一种将变压器有载调压开关和光伏逆变器相结合的网源协调控制方法.根据灵敏度信息划分不同的控制域,对光伏和有载调压开关进行协调实现调压.通过仿真验证了网源协调控制方法的优越性,该控制...     

基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法研究

受电网电压畸变等问题的影响,单相光伏并网逆变器输出电流中存在大量谐波,严重降低了该逆变器输出电能的质量。针对上述问题,提出一种基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法。该方法借助扰动补偿器倍频次谐波的抑制能力实现高频谐波电流的有效补偿,利用矢量比例积分控制器实现工频交流电流的无静差跟踪。文章利用额定功率为5 kW的单相光伏并网逆变器样机进行稳态运行实验。实验结果表明,文章所提出的控制算法能够大幅度降低单相光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提升该逆变器的并网电能质量。     

一族具有直流链电压尖峰抑制的T源逆变器

针对于T源逆变器因漏感导致的直流链电压尖峰问题,通过对T源阻抗网络进行优化并调整各元件的位置,提出低直流链电压尖峰T源逆变器拓扑族。该文对新提出拓扑的工作模态进行详细分析,进而推导出各元件的电压、电流应力。此外,通过与传统T源逆变器在升压比方面进行对比,证明出在相同的直通占空比和耦合电感匝数比情况下,低直流链电压尖峰T源逆变器拥有更好的升压能力。最后,研制一套180 W的低直流链电压尖峰T源逆变器实验装置,实验结果验证了理论分析的正确性及所提拓扑结构在拥有高电压增益的同时能够提高输入电源利用率、抑制直流链电压尖峰的有效性。     

基于无差拍控制的光伏并网逆变器直流分量抑制研究

直流分量抑制是非隔离型光伏并网逆变系统的关键技术之一,国际并网认证标准中普遍要求光伏并网逆变器注入电网的直流分量不可超过额定电流的0.5%。文章在分析无差拍并网控制策略的基础上,通过对电压指令校正及电流指令校正两种控制方法的直流分量抑制效果进行对比,采用一种简单有效的直流分量检测及零点校正方法进行直流分量抑制。对3 kW单相非隔离型光伏并网逆变器进行相关试验,结果证明了控制算法的有效性。     

基于内模原理的光伏三相并网逆变器电压估计与控制方法

随着光伏发电的占比迅速增大,光伏并网逆变器的控制器需要从锁相环中获取公共耦合电压点的幅值和相位,当其处于弱电网或电网电压传感器出现故障时,会造成锁相环不稳定,大大增加了逆变器的控制难度。提出一种基于内模原理的光伏逆变器电网电压估计与控制方法,该方法利用电流测量和滤波器参数的标称值,实现了公共耦合电压估计和单位矢量生成。在小型实验室样机上进行了实验,结果表明：与采用电压和电流传感器的传统电流控制相比,所提控制方案在理想和非理想电网电压条件下都能提供更好的瞬态响应能力,从而验证了所提方法的有效性。     

弱电网下光伏并网逆变器的数字H∞鲁棒控制器设计

针对弱电网下光伏并网逆变器可能发生的失稳现象,提出一种光伏并网逆变器的数字H_∞鲁棒控制器设计方法。首先建立传统控制策略下光伏并网逆变器的控制模型,并分析其在弱电网条件下的稳定性。为了提高LCL型光伏并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,考虑数字控制延时的影响,通过建立离散域下光伏并网逆变器的标准H_∞控制模型,并设计加权函数,求得光伏并网逆变器的数字H_∞控制器。与传统的双闭环控制策略相比,理论分析与仿真和实验结果均表明,所设计的数字H_∞控制器可显著增强弱电网条件下光伏并网逆变器的稳定性。