逆变并网中LCL无源阻尼分裂电容设计

与传统的L型和LC型滤波器相比,LCL型滤波器具有高频衰减效果好、输出电流谐波小的优点,但是易出现电压和电流振荡尖峰,破坏系统的稳定性。本文采取在电容上串联电阻来改善振荡问题,同时针对电容上串联阻尼电阻之后带来的功率损耗问题,引入了无源阻尼分裂电容的方法。该方法首先将LCL滤波器的电容分裂成两部分,其容量和与完全电容相同;然后根据滤波器谐振频率处幅值增益和阻尼电阻的功率损耗来设计电容比例,将阻尼电阻与小电容串联;最后进行储能变流器逆变并网仿真,实验结果证明LCL无源阻尼分裂电容可以抑制并网电压和并网电流的幅值增益,相比完全电容法明显降低了电容支路上阻尼电阻带来的功率损耗。     

适用于井下的PWM整流器LCL滤波器设计

应用于刮板输送机、采煤机等机械设备的双PWM变频调速系统需在整流器网侧设置滤波器以抑制谐波电流。现有的LCL滤波器设计方法依赖经验,效率较低,且对阻尼损耗问题考虑不足,易导致器件发热,不适于井下应用。通过分析双PWM变频调速系统整流器的LCL滤波器模型,推导了电感比、阻尼电阻与电流衰减系数、谐振频率、阻尼损耗之间的数学关系,进而提出了适用于煤矿井下的PWM整流器LCL滤波器设计方法,即:在考虑滤波效果、电流快速跟踪能力、系统快速响应能力基础上,为减小整流器体积,应选取较小的总电感;在保证滤波效果前提下,尽量增大滤波电容;在允许的电流总谐波畸变率范围内,尽量选取电感比和阻尼电阻最小值。在Matlab/Simulink中搭建三相电压型PWM整流器控制模型进行仿真验证,结果表明采用该方法设计的LCL滤波器可使PWM整流器具有很小的超调量、快速的响应能力、较低的电流总谐波畸变率;通过样机实验验证了LCL滤波器能较好地抑制PWM整流器网侧电流,提高并网电流波形质量;通过对比验证了该方法设计的滤波电感和阻尼电阻均明显小于传统方法设计值,可有效减小滤波器体积,降低成本。     

电压源型直流输电变流器系统中电网侧变流器的反步法控制

随着适用于海上风电场长距离输电的电压源型直流输电变流器技术日趋成熟, 其成功应用案例也在逐渐增多. 为进一步提高海上风电场电力输送能力和并网的电能质量, 论文研究带LCL滤波器的电网侧变流器控制方法, 针对该变流器数学模型阶数较高的特点, 采用反步法设计Lyapunov函数, 经过3步反推得到最终控制量, 满足系统渐进稳定的要求. 该控制方法的特点是省去了滤波电容支路的阻尼电阻, 同时也无需检测流过滤波电容的电流, 从而避免了增加额外的传感器. 最后, 采用MATLAB进行仿真, 结果表明, 相对于传统带阻尼电阻的LCL滤波器, 本文所提出控制方法可使电压总谐波畸变率(THD)更小, 抑制高次谐波的效果更明显, 且动态跟踪性能优于传统双闭环矢量控制, 证明了所提出控制方法的正确性和有效性.     

基于T型滤波器的并网矩阵变换器稳定性分析

针对风力发电并网矩阵变换器PWM信号开关频率较低、输出电流中谐波含量较大的状况，在并网变换器网侧采用T型滤波器取代典型的电感滤波器以抑制谐波电流．构建了基于T型滤波器的三相并网矩阵变换器系统模型，分析了其稳定性，阐述了基于并网输出电流和滤波器电容电流的双闭环控制策略，并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证．结果表明：采用该控制策略实现了系统的稳定运行，且输出电流正弦性好，谐波含量小．     

LCLCL型并网滤波器参数设计方法

传统的LCL型滤波器抑制高频谐波的速度快,LLCL型滤波器内有串联谐振支路,能使开关频率谐波旁路。针对三相逆变并网系统并网电流的班开关频率谐波问题和高频谐波问题,本文提出一种新型的LCLCL型滤波器。通过在拓扑结构上结合LCL型滤波器和LLCL型滤波器中的串联谐振支路,并对滤波器参数进行规范设计,以达到更好的滤波效果。最后进行三相逆变并网仿真,验证了LCLCL型滤波器优越的正确性和有效性。     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数设计方法

LCL型光伏并网滤波器参数设计好坏直接影响其滤波性能、成本及电网是否容易发生谐振.针对LCL并网滤波器参数设计不易的问题,提出一种LCL滤波器参数设计方法.方法首先根据LCL滤波器并网条件下的谐波模型,分析其滤波特性及谐波电流与各滤波器参数的关系;然后按LCL滤波器设计要求确定各参数上下界,用熵值权重法把多个优化目标转化成单目标优化模型;最后通过灰狼算法寻滤波器各参数最优值.通过具体设计实例,在Matlab中搭建不同LCL滤波器设计方案的仿真模型.对比结果表明,所提方法设计的滤波器滤波效果更好,且更经济,验证了设计方法的可行性.     

并网逆变器双电流环控制算法的代码自动生成

采用LCL方式滤波的单相光伏并网逆变器,有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,滤波效果明显优于单电感滤波方式。但LCL滤波器是无阻尼的三阶系统,容易发生谐振现象。文中采用有源阻尼方案,即在并网电流和电容电流双闭环的方法增加系统阻尼。对电流双闭环控制方案进行系统建模和稳定性分析,并用Matlab/Simulink软件进行仿真验证,验证成功后搭建以TMS320F2808DSP为主芯片的代码模型,再进行IQ数据转换和采样电路后的仿真验证,然后利用RTW功能自动生成控制算法代码。实验结果表明,该方案可有效地避免进网电流谐振和实现进网电流的高功率因素,大大缩短算法的开发周期。     

两级三相光伏并网发电系统并网控制策略研究

并网型光伏系统的大规模开发利用是能源清洁化的重要途径。提出了一种两级三相并网光伏系统的控制策略,利用变步长电导增量法调节升压电路系统占空比,实现光伏系统的最大功率跟踪,提高光伏系统功率输出的稳定性。在光伏并网环节,通过在电感-电容-电感(LCL)滤波器中增加虚拟电阻,以消除滤波器接入引起的谐振尖峰问题;通过电压外环和电流内环的双闭环控制策略,实现光伏系统并网控制的稳定性。在Matlab/Simulink中搭建仿真系统,通过变步长电导增量控制光伏面板的最大功率输出,利用双闭环电压电流控制实现光伏系统的并网稳定运行。试验结果验证了该策略的准确性和合理性。该策略能够使系统满足光伏发电的并网需求,为光伏系统并网控制提供了一种思路。     

矿用LCL型三电平静止无功发生器控制策略

为适应煤矿井下特殊环境,减小矿用静止无功发生器(SVG)的体积和质量,采用LCL滤波器和三电平逆变器作为矿用SVG的主电路拓扑,并针对LCL滤波器电流谐振问题和三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出了一种基于串联双电流环有源阻尼控制和动态比例空间矢量调制的矿用LCL型三电平SVG控制策略。串联双电流环有源阻尼控制在网侧电流外环PI控制的基础上,通过增加滤波电容电流内环反馈控制使LCL滤波器具有阻尼特性,有效抑制了电流谐振;动态比例空间矢量调制在基本空间矢量中引入动态比例调整因子,对单位开关周期内平均中点电流进行实时控制,从而实现对中点电位平衡的控制。仿真和实验结果验证了该控制策略在LCL滤波器无阻尼电阻和直流母线电容较小情况下的可行性和良好效果。     

基于遗传算法的LCL输出滤波器设计与优化

相对于传统的L和LC滤波器,LCL滤波器在高频谐波抑制方面有明显的优势,但是,LCL为无阻尼3阶系统,易发生谐振。本研究采用电容串联电阻增加系统阻尼,综合考虑LCL输出滤波器对电流电压的谐波抑制、电压下降和功率损耗方面的问题,建立了LCL滤波器的优化模型,并采用遗传算法对其寻优。最后使用MATLAB仿真实例对其进行性能分析,结果表明优化后的输出滤波器能有效地滤除电压电流谐波,并能够降低电压下降和功率损耗,为工程应用提供了重要的依据。     

网侧PWM整流器LCL输出滤波器优化设计

提出一种网侧PWM整流器LCL滤波器的参数设计方法,通过对LCL滤波器单相模型传递函数的研究,得到谐振频率、谐波电流幅值衰减比与r（网侧电感与整流器侧电感的比例因子）之间的关系式。利用关系式分析各变量的变化规律,确定总电感值、滤波电容值和r。分析结果表明,谐振频率可确定总电感和滤波电容的下限值。给出了一个设计实例,进行系统建模仿真验证。仿真对比结果证明了该设计方法的正确性和优越性。     

基于Simulink光伏并网逆变器滞环电流控制的研究

针对光伏并网逆变系统特点,采用滞环电流控制方式对3kW单相光伏并网逆变器进行研究。对滞环电流控制方法进行理论分析,并利用Matlab/Simulink搭建仿真模型进行仿真实验。仿真结果表明,该控制方法保证了逆变器输出电流波形质量,并使系统的输出电流和电网电压同频同相,并网的功率因数接近为1;且分析了波形总谐波畸变率。     

单相LCL型并网逆变器的滑模控制策略

为了改善单相LCL型并网逆变器的稳态性能和瞬时响应性能,提出了一种基于改进切换函数的滑模控制策略。该控制策略从开关函数模型角度分析单相LCL型并网逆变器的数学模型,得到系统的状态方程。通过选取合适的滑模面,求得等效控制。提出一种改进的切换函数设计滑模控制器,并用李雅普洛夫第二法证明了系统的稳定性。最后用MATLAB对系统进行了仿真实验,仿真结果表明,采用该控制策略的逆变器具有较好的稳态性能和瞬时响应性能,其并网电流畸变率为0.41%。     

改进型有源滤波器滞环电流控制方法

并联有源滤波器的变环宽滞环电流控制方法可根据电流幅值的变化实时调整滞环宽度,在保证参考电流跟踪精度的前提下,有效控制了逆变器的开关频率。对传统的变环宽滞环电流控制方法进行改进:增加环宽微调环节,当逆变器开关频率较低时,给已计算出的环宽值加入一个负的微调量,使环宽值减小。Matlab仿真结果表明,采用改进型变环宽滞环电流控制方法对并联有源滤波器谐波电流进行跟踪补偿时,系统总谐波畸变率为1.80%,小于采用传统变环宽滞环电流控制方法时的总谐波畸变率,且逆变器实际开关频率更加接近设定值。     

带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制研究

为了提高光伏逆变器并网电流质量,鉴于有源滤波器的控制算法,提出了一种新型的带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制策略。首先,采用锁相环分析电网电压矢量相位角,并根据光伏阵列输出的功率计算光伏并网逆变器的基波输出电流。然后,通过自校正滤波器技术提取网侧负载谐波电流。最后,根据基波输出电流与负载谐波电流确定T型三电平光伏并网逆变器的开关导通序列。为验证该控制策略,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型。仿真试验结果表明:该控制策略可有效改善网侧谐波电流,提高并网电流质量,在不增加设备的前提下实现光伏并网与有源滤波双重功能。该研究对于T型三电平逆变器在光伏并网及电能质量治理领域的推广应用具有重要价值。     

不平衡电网电压下基于量子粒子群并网变流器功率/电流协调控制

在不平衡电网电压情况下,风电系统的不脱网运行会导致系统输出功率出现波动,并网电流出现显著的谐波畸变.由于恒定的输出功率和良好的并网电流质量无法同时实现,对此,提出一种基于量子粒子群(quantum particle swarm optimization, QPSO)优化算法来实现功率/电流协调控制的方案.在电流参考值的计算中引入调节系数α和β,并推导出功率波动幅值、电流谐波畸变率与调节系数的关系.为了同时兼顾功率和电流,以输出功率波动最小为控制目标,以电流谐波畸变率限值为约束条件,建立调节系数的优化模型.在不同类型的不平衡电压故障下,通过Matlab仿真实现功率/电流的协调控制,从而验证所提出方法的可行性及有效性.     

基于LCL型有源电力滤波器的复合电流控制策略研究

针对传统电流控制策略存在高稳态精度与快速动态响应的矛盾,提出了一种基于LCL型有源电力滤波器的复合电流控制策略。该控制策略将比例积分控制和重复控制有机结合,在保证动态响应的基础上,利用PI控制器将控制模型补偿为稳定系统,使其在低频段具有良好的控制特性;利用重复控制器校正LCL型滤波器谐振峰和内环的固有相位滞后,实现电网谐波电流的快速跟踪与高精度补偿。实验结果表明,经过并联有源电力滤波器的谐波补偿,电网电流的总谐波失真明显减小,负载变化时并联有源电力滤波器可实现单周期快速响应,验证了所提出的复合电流控制策略的有效性。     

基于全通滤波器的比例复数积分控制分析

传统比例积分控制单相并网逆变器存在稳态幅值和相位误差问题,同时谐波成分较大。基于此,采用具有零稳态误差和低谐波注入特点的比例复数积分(PCI)控制方法,复数环节通过全通滤波器实现,在单相并网逆变器系统中,无需构造虚拟三相坐标系或者dq坐标系,简化了控制系统结构。用Simulink对相同条件下的PI和PCI控制进行了仿真分析,PI控制的单相逆变器输出电流THD值为0.83%,而PCI控制的THD值为0.46%,若再加入多重PCI控制,可降至0.25%。仿真结果验证了PCI控制下的单相并网逆变器具有良好的稳态性能以及对并网电流谐波的抑制作用。     

面向多逆变器的电网电压前馈控制仿真

为了有效避免额外引入电流影响电力系统的稳定性，提出面向多逆变器的电网电压前馈控制方法。分析LCL滤波器的滤波特性，获取LCL滤波参数计算结果，同时对多逆变器建模处理。分析满足逆变器稳定运行的基本条件，调节公共耦合点处的电网阻抗和逆变器输出阻抗，引入理想前馈函数抑制电压对并网电流的干扰，获取逆变器输出阻抗的频率特性，将其和电网电阻相匹配，实现电网电压前馈控制。仿真结果表明，所提方法能够有效抑制谐波的产生，获取比较满意的前馈控制效果。     

基于有源滤波器的分布式电源并网后电能质量的仿真分析

为了降低电压与谐波对电能质量造成的不稳定,开展基于有源滤波器的分布式电源并网后电能质量仿真分析,利用Matlab/Simulink平台构建得到的含有谐波检测与治理模块的并网光伏发电系统模型.研究结果表明:当把APF加入并网光伏发电系统后,可以使并网点含有的低次谐波电流充分去除,从而有效改善光伏发电系统并网质量,避免谐波...