三相光伏并网逆变器电流控制器优化设计(英文)

在光伏发电系统中,并网逆变器通常用来将高质量的电能馈入电网。但是由于死区控制、电网扰动等因素的影响,逆变器馈入电网的电流中含有大量谐波成分。由于带宽的限制,单纯的比例积分控制器不能有效地抑制谐波。因此本文提出了一种由比例积分控制器(PI)和重复控制器(RC)并联构成的复合控制器以提高系统的谐波电流抑制能力。本文建立了同步旋转坐标系下的逆变器动态模型并给出了控制器设计方法。理论分析以及一台20kW逆变器样机的实验结果证明了所提控制策略的可行性。     

基于三相光伏并网系统的比例谐振重复控制研究

在分析LCL型的光伏并网系统的运行状态的前提下,针对三相光伏并网系统的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力等问题,提出了一种基于比例谐振的重复控制的控制策略。该控制策略利用比例谐振(PR)在其谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,实现电流的无静差跟踪,提高系统的稳态性能;利用传统的重复控制在并网系统稳定以后可以抑制电网的周期性扰动,从而提高系统的动态性能、电网的抗干扰能力以及获得高质量的并网电流波形。最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果显示这种改进的重复控制策略能够很好地解决光伏并网的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力这类问题。     

重复PI控制的五电平光伏并网逆变器

介绍了一种双向开关型五电平逆变器,并提出了重复控制和PI调节相结合的复合控制方案。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI调节使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号,从而使系统具有良好的稳态和动态特性,提高对逆变器的控制精度。仿真和实验表明,用重复PI控制的五电平逆变器输出并网电流波形稳定,谐波畸变率小,并能实现实时快速跟踪电网电压相位,使系统工作在高功率因数状态下。     

三相光伏并网逆变器SVPWM电流控制技术研究

建立了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流控制的三相并网逆变器数学模型,提出了以电网基波频率同步旋转坐标系下电网电压前馈和电流比例积分(PI)控制相结合的三相并网逆变器控制方案。给出了系统的软件锁相环设计,并通过提高模数转换器(ADC)采样频率减小控制延时。样机实验表明,逆变器输出电流谐波含量低,控制方案具有良好的稳态和动态性能。     

基于模糊PI参数自整定和重复控制的三相逆变器并网研究

针对传统PI控制的局限性,提出一种新的控制策略,即利用基于模糊PI控制器与重复控制器并联构成的控制方法对三相并网逆变器进行控制,提高系统的补偿精度和并网电流稳态质量。该控制器利用模糊控制技术,根据误差大小对PI参数进行实时在线调整,从而满足最优的性能要求。利用重复控制的零稳态误差能力保证系统的稳态精度。最后通过仿真研究,对新控制策略、PI控制以及PI与重复控制结合三种控制策略比较,结果证实所提出的方法可行。     

基于PI和重复控制三相并网逆变器的设计

采用PI控制与重复控制相结合的复合控制方法对并网逆变器进行控制,可提高系统的动、静态特性,增强系统的稳定性,输出波形的质量得到有效提高。该方法简单,对由于采用定点运算造成的舍入和量化误差不敏感,利于数字信号控制的实现。建立了基于电网电压定向三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)并网逆变器的数学模型,介绍了PI控制器和重复控制器的设计过程,在此基础上研制了5 kVA的样机,实验结果验证了设计期望。     

光伏逆变器的并网控制技术研究

以三相100 kW光伏并网逆变器为研究平台,阐述了并网逆变器的工作原理和系统结构,分析了并网逆变器的并网控制技术,提出一种基于坐标变换和正负序分离的矢量控制的软件锁相环技术,并给出了设计结果,实现了100 kW光伏逆变器的并网设计。     

基于复合控制算法的三相光伏并网逆变系统的研究

分析了三相光伏逆变器的工作原理,给出了一种升压型光伏逆变系统的拓扑结构。提出了一种基于矢量变换解耦控制,重复控制与电压前馈相结合的复合控制策略。矢量变换PI控制部分用于保证系统的动态性能和稳定性;重复控制在系统稳定后加入可以抑制网侧的周期性扰动,提高系统的稳态性能获得高质量的并网电流波形;电压前馈控制能够对电网电压和直流母线电压的扰动快速动作,缩短系统的动态过程,有效减小并网过程对电网的冲击。在此基础上搭建了一台3kW的三相光伏逆变器实验样机,通过实验验证了本方案的可行性,系统具有良好的动态和稳态性能。实验得到的三相电流总畸变率均在4%以下,满足并入电网的国家标准。     

基于复合控制算法的三相光伏并网逆变系统的研究

分析了三相光伏逆变器的工作原理,给出了一种升压型光伏逆变系统的拓扑结构.提出了一种基于矢量变换解耦控制,重复控制与电压前馈相结合的复合控制策略.矢量变换PI控制部分用于保证系统的动态性能和稳定性;重复控制在系统稳定后加入可以抑制网侧的周期性扰动,提高系统的稳态性能获得高质量的并网电流波形;电压前馈控制能够对电网电压和直流母线电压的扰动快速动作,缩短系统的动态过程,有效减小并网过程对电网的冲击.在此基础上搭建了一台3kW的三相光伏逆变器实验样机,通过实验验证了本方案的可行性,系统具有良好的动态和稳态性能.实验得到的三相电流总畸变率均在4%以下,满足并入电网的国家标准.     

并网逆变器控制方法研究

研究了一种应用于风力发电的三相并网逆变器的控制策略,首先建立了两相同步旋转坐标系下三相并网逆变器的数学模型,在此基础上给出了基于空间矢量调制的网侧电流闭环控制策略,实现了电流环的解耦控制和电网电压前馈,提高了系统的动态响应。最后给出了空间矢量调制的算法,仿真和实验结果均表明,采用该控制策略,系统不仅具有快速的动态响应,而且能够提高并网电能质量,实现单位功率因数并网。     

基于重复和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对传统PI控制无法实现无静差跟踪的缺点,提出了一种重复控制与PI控制相结合的单相光伏离网逆变器复合控制方案。基于内模原理的重复PI控制策略,具有很好的鲁棒性,对于消除非线性负载及其他周期性干扰引起的波形畸变具有明显的效果。为验证提出的算法,构建了基于DSP IC30F6010的光伏单相逆变系统实验模型,并且建立Matlab仿真模型,实验和仿真结果都表明,提出的算法能够减少逆变输出电流谐波,同时系统兼顾了良好的动静态性能。     

三相逆变器采样模型重复控制研究

重复控制系统中补偿器的补偿精度与整体系统的动静态性能有直接关系,而补偿器的设计又完全依赖于控制对象的数学模型。为了提高补偿器的补偿精度,根据波形库控制技术提出基于控制对象单位阶跃响应波形的建模方法。由于典型响应曲线能够体现开关延时、测量延时、死区时间、非线性磁单元、杂散参数等因素对系统的影响,因此这种模型精度较高。在两相静止坐标系下对三相逆变器突加阶跃调制信号,采集在相同坐标系下的逆变器输出电压阶跃响应波形,基于此波形构建控制对象模型。相比于平均信号模型,应用该模型可以提高补偿器的截止频率和补偿精度,最终使整体系统的稳态性能得到改善。此方案在一台采用TMS320LF2407A型号数字信号处理器控制的三相逆变器上得到了验证。     

变频器的电压空间矢量调制控制技术研究

和SPWM控制相比,空间矢量调制(SVM)技术对直流母线电压的利用率高,适合数字实现.本研究项目是为铁道客车空调机组供电的电压SVM控制变频电源,变频器采用开环起动和稳态电压闭环控制,讨论了恒定V/F控制和电压闭环调节的实现原理,在查表法的基础上提出"复用空间矢量法".该方法可以提高开关频率,降低低频输出电压的失真度并节省存储空间.通过系统辨识建立了电压空间矢量调制变频器的模型,设计了数字电压调节器.仿真和40kVA原理样机的实验测试结果证明所提控制方案可行.     

基于重复控制的单相分时复合级联光伏逆变器控制

将比例积分控制(PI)和重复控制(RC)相结合的控制方案应用于一种单相分时复合级联光伏逆变器系统,以提高整个系统的静态性能.通过对重复控制内模的数学分析和系统离散域伯德图分析,在理论上指出了重复控制能实现无静差补偿,但补偿信号会滞后一周期.按提出控制方案补偿后,系统可以同时获得较好的相频特性和幅频特性.最后通过1kW样...     

基于重复控制的三相四桥臂逆变器控制研究

提出将重复控制应用到三相四桥臂逆变器的两种控制方案.一种是在同步旋转坐标系下对d,q,O坐标轴分别进行电压、电流双闭环控制的基础上,对零轴增加蓖复控制器;另一种是直接在a,b,c坐标系F对各相电压外环进行重复加PI控制,对电流内环进行比例控制,此方案思路简单明了且具有较好的带非线性负载的能力,控制效果得,到了明显的改进.两种控制方案在一台基础TMS320F2812型DSP的IGBT三相四桥臂逆变器上进行了实验验证.     

基于重复控制的SVPWM三相CVCF逆变电源波形控制策略

为了提高三相逆变电源输出电压波形质量,提出了一种基于dq同步旋转坐标系下的重复控制和传统PI控制相结合的控制策略。系统利用重复控制抑制谐波扰动,利用传统PI控制抑制基波扰动和加快负载扰动时系统的动态响应过程。这些特点均在在一台50 kV·A的实验样机上得到了验证。     

基于分数阶重复PI控制的并网逆变器设计

针对三相LCL型并网逆变器并网电流中存在周期性谐波以及滤波电路产生谐振尖峰的问题,提出一种基于分数阶相位超前法的重复PI复合控制方案。采用分数阶相位超前设计,克服整数阶相位超前法相位校正精确度不高的问题,保证系统的稳态输出特性;将LCL滤波器中电容并联的电阻进行等效,替代重复控制补偿器中的低通滤波器,简化重复控制器的参数设计;在重复控制器中叠加PI控制,克服了重复控制器动态响应差的问题。通过仿真分析和实验验证,结果表明该方法提高了系统的稳态性能和动态响应速度。     

基于SVPWM控制的三相逆变电源装置的研制

介绍了基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制的船用三相逆变电源装置的设计方法。SVPWM控制利用逆变器输出电压矢量的正多边形运动轨迹去逼近正弦电压的圆形运动轨迹,构造的正多边形边数越多,逆变器输出电压就越逼近基频正弦波。实验结果表明,该电源装置解决了船舶供电网络中电压波动范围大、频率不稳的问题,提高了船舶电源的供电可靠性。该装置不仅可满足使用恒频恒压正弦交流电船舶的电气设备的要求,还可满足使用变频变压正弦交流电的调速电机的要求。此外,该装置具有体积小、效率较高、直流电压利用率较高等特点。