一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,而无功功率则主要取决于输出电压幅值。分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N+1冗余并联。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究

逆变器并联系统各模块输出电压的幅值和相位不一致会产生有功环流和无功环流.从逆变器等效输出阻抗的角度,对基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的逆变器并联系统的环流特性进行了研究.理论分析、仿真和实验结果证明,对于双闭环控制电压源逆变器并联系统,各模块输出电压单位幅值差造成环流的大小取决于单模块逆变器等效输出阻抗的模值,环流的无功功率与有功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值;各模块输出电压单位相位差造成环流的大小取决于单模块输出电压和等效输出阻抗的模值,环流的有功功率和无功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值.     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

一种简化的逆变器并联控制技术研究

依据输出有功功率差和无功功率差分别调节输出电压相位和幅值的控制技术较多地应用在逆变器并联控制中.但是,对于基于电压电流双闭环反馈的电压源型逆变器,输出有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值均有耦合关系.本文推导出逆变器的等效输出阻抗,研究了有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值的定量关系.讨论了器件精度对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,在此基础上提出一种简化的并联控制策略:即基准电压同步,根据环流大小调节基准电压幅值.建立了并联系统模型,分析了并联系统特性,给出了实验结果.     

基于同步调幅的逆变器并联技术研究

首先分析了单模块逆变器参数差异对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,得出参数差异对输出电压幅值的影响要比对相位的影响大得多的结论。然后分析了输出电压幅值差和相位差对并联系统输出功率的影响,最后得出参数差异造成的输出电压幅值差是使并联系统输出功率不均分的主要原因。在分析结果的基础上提出基准同步后调节基准幅值的环流控制策略,并分析了环流控制的效果,最后给出试验结果。     

基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术

分析了典型微电网中逆变器并联系统的有功功率和无功功率环流模型,并针对传统下垂法控制的微电网并联逆变器的输出电压幅值和频率的不稳定问题,提出了一种改进的自调节下垂系数控制法,有效减小了微电网负荷突变等情况下母线电压幅值及频率的波动。同时,根据并联逆变器的输出无功功率调节自身输出阻抗,抑制微电网中逆变器之间的无功功率环流,减少由于无功功率环流引起的系统设备容量和线路损耗增加等问题,提高系统的稳定性和可靠性。仿真和实验均验证了该控制策略的可行性和有效性。     

基于环流阻抗的逆变器并联控制策略

目前,多逆变器并联系统大多采用均值均流控制策略。均值均流控制一般采用环流有功及环流无功进行调相、调幅控制。对于无并机电感的逆变器并联系统,通过环流功率对输出参考电压调相、调幅的调节控制关系与逆变器波形控制参数有关。文中提出了环流阻抗概念,并把它应用到并联系统的均流控制中。根据环流阻抗利用环流直接控制输出参考电压的幅值与相位,实现了无并机电感的并联系统的均流控制。文中对并联系统进行分析获取了模块环流阻抗的数学模型。文中研究基于环流阻抗的均流控制调节器设计。实验结果验证了此均流控制策略是可行的且均流效果良好。     

基于有功和无功环流控制的DC-AC逆变器并联系统分析与实现

传统的基于有功和无功环流控制的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,即根据输出有功功率差调节输出电压的相位,根据输出无功功率差调节输出电压的幅值,实现输出负载均分.该控制方式若应用于电压电流双闭环控制逆变器并联系统会引起系统工作不稳定,本文分析了造成不稳定的原因,给出了电压电流双闭环控制DC-AC逆变器并联系统输出有功和无功功率差与输出电压幅值、相位差之间的定量关系,提出了相应的均流控制策略,给出了并联系统的实现方案.实验结果验证了该控制方案的可行性.     

基于改进下垂控制的逆变器并联运行技术

为了实现逆变器并联系统中负荷功率的合理分配,针对输电线路阻抗不同的情况,给出一种基于逆变器输出端电压调节的改进下垂控制方案。利用逆变器参考电压幅值与其输出功率的关系,粗略调节其参考电压的幅值,针对该环节导致的电气波动量大的问题,加入通过下垂系数调节逆变器输出端电压的微调环节。利用该方案对通过不同输电线路并联的两台同容量逆变器进行仿真,并与采用传统下垂控制方案的结果进行比较分析。仿真结果表明,改进下垂控制方案不但能够保证并联逆变器之间的负荷功率均分以及优质的电能质量,而且系统环流小。     

基于环流功率理论的单相UPS并联均流控制设计

利用数字控制方式实现并联UPS间可靠均流具有重要的应用价值.文中通过对并联UPS环流功率模型分析,建立起N台并联UPS的环流有功功率、无功功率与逆变器输出电压幅值、相位间的量化调节关系,并采用DSP两级锁相、再调制方法,实现单相UPS输出电压幅值及相位的精确控制,从而达到准确均流目的.本设计具体以TMS320LF280...     

基于虚拟阻抗的多逆变器并联运行控制策略研究

考虑到低压微电网中多逆变器并联运行时功率合理分配和环流抑制的问题,提出了一种基于虚拟阻抗的多逆变器并联运行控制策略.由于逆变器的等效输出阻抗存在较大的差异,通过引入虚拟阻抗使得逆变器的系统输出阻抗呈可调节的感性,降低了线路电阻引起的功率耦合,并改善了各逆变器输出电压质量.在此基础上通过改进逆变器的功率下垂控制策略,实现...     

逆变器并联运行的环流反馈控制

逆变器并联运行时由于各模块输出电压的频率、相位等参数不一致,会在模块间产生环流。先分析了逆变器并联运行时环流产生的原理。然后对加入和未加入环流反馈控制的并联逆变器系统结构做出比较,结果表明加入环流反馈控制后,其输出电压不变,环流大大减少,两台逆变器的输出电流趋于一致。最后用Matlab软件对此并联系统进行了仿真研究,验证了控制方式的可行性。     

组合式三相逆变器并联控制技术研究

为减小逆变器并联系统中的环流,此处分析了一种无功闭环调压、有功闭环调相控制策略.建立了两台组合式三相逆变器并联系统的数学模型,基于逆变器输出有功和无功的表达式,在频域中设计了两个控制器的参数,建立了两台10 kVA原理样机,实验结果表明该并联控制策略可有效地抑制环流.该三相逆变器拓扑及并联控制技术可推广应用到大功率逆变...     

基于补偿电流的并联逆变器环流抑制方法

为了提高并网逆变器的并联运行效率和特性,需对并联运行的逆变器进行环流抑制。本文基于补偿电流法的平均电流控制的逆变器并联系统,对补偿电流的位置及调节函数进行优化,使其响应的时间常数小,均流效果不受PI调节器相移和滞后作用的影响,基波环流抑制效果更好;考虑到补偿电流法主要抑制基波环流,将补偿电流经过低通滤波器,使得补偿电流中只含有基波电流分量,消除补偿电流中谐波分量对环流抑制的影响。外部采用LCL滤波器对高频谐波环流进行抑制。仿真结果表明本文给出的基于补偿电流法的平均电流控制对抑制基波环流的优越性及LCL滤波器对抑制高频谐波环流的有效性。     

不平衡工况下基于虚拟阻抗法的并联三相四桥臂逆变器的桥臂控制

不平衡工况下,三相四桥臂逆变器并联系统不仅可以输出平衡的三相电压波形,而且还可以拓展系统的容量。与传统的三桥臂逆变器并联系统相比,三相四桥臂逆变器并联系统需要对正序、负序和零序电流进行控制,因此三相四桥臂逆变器的并联控制系统更为复杂。该文对三相四桥臂逆变器并联运行时,各序电流的分配进行了分析。为了使逆变器输出的正序、负序和零序电流能够按并联逆变器的容量分配,提出了正序电流使用下垂控制、负序电流与第四桥臂电流使用虚拟阻抗法分别控制正序、负序和零序电流的分配,并且对三相四桥臂逆变器的前三桥臂与第四桥臂分别进行控制,最终在不平衡工况下使并联三相四桥臂逆变器系统输出电压平衡且输出电流和输出功率按并联逆变器的容量分配,减小系统的环流。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

三电平逆变器并联系统零序环流分析与抑制

针对共交直流母线的三电平逆变器直接并联系统的零序环流问题,建立了零序环流的等效模型,根据零序环流产生机理与特性进行了分类,并给出相应的抑制措施.针对零序环流的低频分量,提出了基于一阶全通滤波器的比例复数积分(Proportional Complex Integral,PCI)控制器对零序电压分量调节的方法,并根据控制系...     

基于新型下垂控制的逆变器孤岛并联运行研究

在逆变器孤岛并联运行系统中,由于线路阻抗的影响,会造成线路电压损耗,传统的下垂控制无法有效实现系统功率的合理分配。针对这问题,本文先分析传统下垂控制的算法,并结合逆变器输出阻抗和线路阻抗,提出一种新的下垂控制策略。分析了系统功率与电压、频率的关系,讨论了系统中两台逆变器并联运行时产生环流的机理;引入功率微分环节,提高系统动态响应。采用新型下垂控制,有效减小了负载突变时母线电压幅值和频率的波动,抑制系统逆变器之间的无功环流,实现系统功率精确分配,提高了系统的稳定性。通过仿真验证了该控制策略的可行性和实用性。     

基于虚拟电阻匹配模式的逆变器并联方案

对于采用逆变器并联模式的交流供电系统,逆变器均流是首先要解决的问题。逆变器的动态均流与静态均流同等重要,而现有的方法不能从根本上解决动态均流问题。另外,抑制逆变器并联系统的直流环流和输出电压的直流偏移也是需要解决的技术难题。为此,提出虚拟电阻匹配模式的并联控制方案。此方案将逆变器设计为给定基准电压源与虚拟电阻串联的形式,通过控制虚拟电阻值间接实现控制目标。据此设计的系统,具有良好的动态和静态均流效果,可彻底抑制直流环流,并能保证在任意负载条件下输出电压无直流偏移。仿真和实验结果证明了所提控制方案的有效性。     

逆变电源并联的谐波环流抑制研究

在逆变器系统中,滤波电感对死区等因素造成的波形畸变能够有效地抑制.对于大功率的逆变器,当滤波电感及并机电抗都很小时,死区等因素可引起很大的谐波环流.研究了逆变器的基本原理,描述了谐波扰动的双环控制模型,介绍耦合电感抑制谐波环流的方法.在此基础上建立了无互联线逆变电源并联的数学模型.研究表明耦合电感能有效的抑制谐波环流,...