弱电网下基于模型预测控制的NPC三电平LCL型并网逆变器谐振抑制方法研究

为了抑制弱电网下NPC三电平LCL型并网逆变器系统存在的谐振,提高输出电能质量,同时抑制直流侧中点电压波动,建立了弱电网下三电平LCL型并网逆变器的逆变器侧电流和直流侧中点电压的预测模型.针对LCL型滤波器存在的谐振问题,从预测模型角度出发,提出了采用电容电压基频分量的MPC-i1uc_f谐振抑制策略,消除了谐振分量对...     

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。     

基于网侧电流估算的LCL型光伏并网逆变器控制方法

在LCL型并网逆变器中,逆变器侧的电流传感器具有安装简易、开关模块保护动作灵敏等优点。通过比较LCL型并网逆变器采用网侧电流反馈和采用逆变器侧电流反馈的控制结构得出,采用网侧电流反馈具有更好的谐波抑制能力。在此基础上,文章提出了一种采用逆变器侧电流来估算网侧电流的方法,并将估算结果代替网侧电流的检测值,最后将网侧电流估算反馈控制与逆变器侧电流反馈控制的性能做对比。搭建了LCL型逆变器仿真模型和物理实验平台,仿真结果和实验结果验证了该网侧电流估算方法的正确性。     

双级式光伏并网变换器的控制策略研究

文章针对双级式光伏并网前级Boost变换器,提出了一种具有功率、电压双闭环结构和基于梯度信息的变步长MPPT控制策略,它直接从光伏阵列的功率-电压特性出发,依据梯度信息直接给出最大功率点电压,进而通过电压闭环实现自动寻优,快速实现最大功率跟踪控制。针对后级含有LCL滤波器的逆变器,基于常规矢量控制技术,引入了有源阻尼控制中的电容电流反馈技术,给出了一种含有LCL滤波器的逆变器有源阻尼功率解耦控制策略,能够实现直流侧电压恒定和单位功率因数的并网控制,且在不增加系统损耗的情况下有效抑制系统谐振。建立了10 kW双级式光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明,系统能够快速跟踪光强变化,实现MPPT控制及单位功率因数并网控制,具有良好的动态调节性能和静态特性。     

弱电网条件下LCL型三相光伏并网逆变器研究

针对常规并网逆变器在弱电网环境下易出现不稳定情况,在考虑电网阻抗变化条件下设计LCL型滤波器网侧电流及电容电压双闭环控制策略。基于LCL型光伏并网逆变器拓扑结构,在dq同步旋转坐标系下建立数学模型,进行解耦及控制器设计。分析电网阻抗变化对LCL型滤波器的影响,给出一种考虑不同电网阻抗条件下锁相环扰动的系统参数设计方法。最后通过仿真验证理论推导的正确性和可行性,以及三相光伏并网逆变系统的稳定性和鲁棒性。     

Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略

提出一种Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略。在对比直流链电压间接控制和直接控制的基础上,指出间接控制电容电压能获得比直接控制直流链电压更佳的暂态响应;用自适应模糊PI控制实现最大功率点跟踪和升压控制的解耦;对空间矢量脉冲宽度调制策略进行改进,降低开关损耗的同时最大程度地提高了Z源逆变器的升压能力;逆变器交流侧采用LCL型滤波器与电网连接,可提高入网电流的质量,采用一种基于单位延时的控制策略,可有效地抑制LCL滤波器的谐振,提出满足稳定性的LCL滤波器参数设计方法。仿真和实验结果验证综合控制策略的正确性和有效性。     

基于虚拟电阻的并网逆变器谐振抑制措施的研究

由于电网阻抗的耦合作用,基于LCL滤波器并网的光伏逆变器会产生谐振。为了抑制逆变器并网时产生的谐振,文章首先分析了滤波电容串联电阻的无源阻尼的控制,并在此基础上推导出等效的有源阻尼的控制方法,同时对比了无源阻尼和有源阻尼的特点,分析了阻尼系数、虚拟电阻和电容电流反馈系数之间的关系。建立了包含有源阻尼的逆变器并网闭环数学模型,在此模型基础上,分析了阻尼系数对控制系统性能的影响。最后在10 k W并网逆变器上进行了实验,实验结果表明,文章采用的有源阻尼控制策略能够有效地抑制并网谐振。     

带LCL滤波器的单相并网逆变器

针对相同滤波效果下采用L型滤波器的单相光伏并网逆变器的PI控制需要较大的电感值以及存在高损耗、电流内环响应速度降低和成本较高的不足,提出了采用基于LCL滤波的电容电流反馈和电网电压前馈的准PR控制策略,以增加系统阻尼、抑制振荡、提高系统稳定性能,并通过Matalab/Simulink软件搭建仿真模型进行了验证。结果表明,经LCL滤波后,在准PR控制策略下,加入电容电流反馈和电网电压前馈后,获得的入网电流畸变率更小,实现了入网电流的无静差跟踪,抑制了电网电压的扰动,且系统输出的波形满足入网要求。     

LCL型并网逆变器并网电流复合控制研究

LCL型并网逆变器采用直接并网电流单闭环控制策略,系统存在稳定性差和控制精确度差等问题。针对该情况,以并网电流瞬时值作为外环反馈量,以LCL滤波器电容电流瞬时值作为内环反馈量的双环控制策略。内环采用比例调节增大阻尼以消除LCL输出滤波器的振荡属性,增强系统的稳定性,外环复合PI控制和重复控制增强系统的动静态特性。详细分析控制方法的工作机理,并给出控制器的设计方法。最后在一台以DSP2812为核心控制器的1.5 k VA并网逆变器装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既可保证系统的稳定性,又能提高并网电流的性能。     

单相光伏并网逆变器建模与控制技术研究

对一种由Boost和带LCL滤波器的逆变电路组成的两级式单相光伏并网逆变器进行了研究。建立了前级电路的小信号模型,不含右半平面零点,且光伏阵列工作点变化不影响除转折频率外的幅频特性,简化了控制器的设计。后级采用双电流环控制策略:将滤波电容电流作为内环反馈量,实现LCL滤波器有源阻尼,并对两种实现方法进行分析比较;外环采用带谐波补偿的准比例谐振控制,实现并网电流零稳态误差控制,具有很好的跟随性能和抗干扰性能。基于能量平衡原理,推导了电压控制器输出到直流链电压的大信号模型,将系统校正成Ⅱ型系统,并引入复合控制,消除了稳态误差,增强了系统抗干扰能力。最后用Saber进行仿真,证明了建模和控制方法的有效性。     

基于LCL滤波器的新型Z源光伏并网逆变器

研究一种新型Z源逆变器,并将其应用到光伏发电并网系统中,系统的冲击电流和Z源电容电压大大减小,能有效解决传统拓扑电路结构上的缺陷;同时在电网侧采用LCL滤波器,采用有源阻尼技术来抑制LCL滤波器的谐振,实现并网电流的快速跟踪,使光伏并网系统的可靠性大大增加,最后通过仿真和实验论证理论分析的正确性。     

基于LCL滤波器并网逆变器分裂电容控制研究

基于带LCL滤波器的三相并网逆变器系统,提出将分裂电容电流控制与无源阻尼相结合的控制策略。通过分析分裂电容电流反馈控制的原理及谐振特性可知,采用分裂电容电流反馈可使被控系统由三阶系统转换为一阶系统,有利于增大系统的带宽,但为了抑制控制环外的电容和电感产生的谐振,需在第二个电容支路加入阻尼电阻以满足对并网电流的要求。最后对该控制方案的可行性和影响因素进行分析,建立Matlab/Simulink仿真模型,通过仿真验证该方案的可行性和有效性。     

光伏逆变电源的并网策略与自适应控制

针对光伏并网逆变器在不同环境下的工作需求,提出一种基于极点配置的自适应调整控制参数的控制策略。分析了基于电容电流反馈的逆变器内环传递函数形式以及特征。分析了自校正PI控制器的参数根据外界环境实现的推理过程。构建了由电压外环、电流中环以及电容电流反馈的内环并网逆变器控制模型。最后,通过仿真以及实验结果验证了文章控制方案的正确性。     

带LCL滤波的单相逆变器滑模控制

针对带LCL滤波器的并网逆变器的不稳定性,提出一种基于逆变器侧电流反馈滑模控制策略,间接控制并网电流,以避免系统谐振。将并网电流参考值看成和电网电压成比例,推导出逆变器侧参考电流,解决间接控制并网电流相位滞后问题。理论推导滑模变结构控制律在并网逆变器应用的存在性和系统稳定性,所提控制策略无需增加额外的传感器。应用电压基波信号估计,以减轻电网高次谐波对系统控制的影响。仿真实验证明提出的控制策略可实现逆变器并网电流与电网电压同频同相,提高了系统的鲁棒性。     

弱电网下并网逆变器电容电压前馈控制策略

针对LCL型并网逆变器接入弱电网后稳定裕度下降和谐波含量超标的问题,建立三相LCL型并网逆变器系统的数学模型。首先分析电网阻抗的宽范围变化对系统稳定性的影响,构建基于逆变侧电流反馈控制系统的电容电压前馈控制策略。其次,以传感器数量最小化为原则,对电容电压有源阻尼的参数进行设计以及在前馈补偿环节叠加滤波器进行优化设计,以保证并网逆变器在弱电网下始终具有足够的稳定裕度。最后,搭建并网逆变器仿真模型和实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于参数优化LCL滤波器的直驱式PMSG并网控制

风力发电系统其输出功率具有波动性、因此造成电压闪变以及对电网注入谐波污染,文章对风机逆变器侧添加滤波器进行并网控制,采用整流侧电压为外环控制结构,内环为电容电流反馈的控制策略实现系统的有源阻尼控制,且引入恒直流电压调节逆变功率同时对LCL滤波器的总电感量参数进行最小化优化。最后通过直驱式永磁同步发电机三相并网侧的谐波电流进行了算例仿真,验证了所提方案的正确性和优化的有效性。     

采用LCL滤波器并网逆变器状态反馈有源阻尼控制研究

针对三相并网逆变器系统中LCL滤波器的谐振问题,建立采用LCL滤波器三相并网逆变器系统的数学模型,分析LCL滤波器参数变化对高频开关纹波衰减和谐振频率的影响。设计滤波器参数并在此基础上提出一种新的状态反馈有源阻尼控制方法——通过状态反馈将被控对象的极点配置在一定范围内,再结合系统的稳态性和动态性设计PI调节器参数。最后借助MATLAB软件完成控制方案的仿真,并搭建系统实验平台验证该控制策略的有效性和正确性。     

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。     

基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变控制器设计

详细叙述了基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变器的电流双环控制策略,并对其稳定性进行了分析。为了减少电网电压波动对并网电流的影响,在控制系统中增加了电网电压前馈控制,并对电压前馈控制器进行了设计。此外,设计了电流内外环控制器的参数,通过仿真对控制系统的性能进行了验证。结果表明,设计的控制器能够有效减小入网电流的总谐波失真(THD),使并网逆变器稳定工作。     

参数不确定并网逆变器的H_∞控制算法

针对并网逆变器中的电容和电感元件存在参数不确定性及直流输入电压变化且有噪声干扰的问题,研究了提高逆变器并网电流质量的H_∞控制算法。首先通过一阶泰勒近似的方法建立LCL型并网逆变器的参数不确定模型;其次选取低通滤波器作为性能加权函数以减小输出误差,构建包含并网逆变器参数不确定模型和性能加权函数的增广控制系统;最后求解出最优H_∞控制器。仿真试验表明,该控制输出的并网电流在扰动条件下仍能够稳定,且响应速度快、谐波少,与电网电压同频同相,符合并网的要求。