基于桥臂伏秒积平均反馈的逆变器及其并联系统直流分量抑制

抑制逆变器及其并联系统直流分量是保证电能质量和系统可靠性的重要要求。该文提出一种基于桥臂伏秒积平均检测和反馈的逆变器单机及其并联系统直流分量抑制方法。基于该方法实现的逆变器直流分量检测不依赖于输出电压和电感电流的采样精度,能够实现各并联逆变器直流分量的独立检测和解耦控制,且无需额外增加或改动硬件。理论分析了所提方案的检测和控制原理,并通过仿真和实验分别验证了所提方案应用于逆变器及其并联系统直流分量抑制的有效性。     

基于解耦控制的多模块逆变器并联系统直流环流抑制策略

提出一种基于解耦控制的控制策略以抑制多模块不间断电源(uninterrupted power supply,UPS)并联系统的直流环流。在基于平均功率控制的并联系统中,对每个并联逆变模块设置一个独立的电压直流分量抑制电路,通过校正逆变基准值控制每台逆变器输出电压直流分量为零,从而达到控制并联系统的直流环流为零。由于各个模块独立调节,因此实现了各个并联模块之间的直流环流控制上的解耦。3台15 kVA并联UPS系统实验结果表明,该文所提控制策略能可靠、有效地抑制并联系统的直流环流。     

单相并网逆变器的直流分量抑制策略

为解决并网逆变器的直流注入问题,以LCL型并网逆变器为研究对象,提出一种可抑制直流分量的并网逆变器电流跟踪控制策略。所提策略采用直接控制入网电流的双闭环技术,其中电流外环在常规基波电流控制支路的基础上,增加了一条由积分控制器组成的直流分量抑制支路,在不影响逆变器基波电流跟踪控制表现的基础下,可增大逆变器的直流输出阻抗,抑制直流分量的产生。所提策略实现简单,无需检测输出电流中的直流分量,其直流抑制的机理为在逆变器输出端口串联一个在直流分量无穷大而在交流频率处的阻值有限的虚拟阻抗。通过建模和频域分析证实了所提策略的直流抑制性能。仿真和实验进一步验证所提策略不仅可以实现基波指令信号的无静差跟踪,而且对直流分量具有良好的抑制表现。     

逆变器并联系统直流环流瞬时抑制策略

为有效减小逆变器并联系统中直流环流的危害,通过对直流环流进行分析,提出了一种基于改进重复控制的直流环流瞬时抑制策略。该策略将重复控制的补偿周期设为载波周期,以解决传统重复控制动态响应特性差的问题。逆变器输出电压直流分量具有波动性,因此以载波周期为单位对其进行计算,并将计算结果作为反馈与比例积分(PI)控制一起调整正弦脉冲宽度调制(SPWM)占空比,以实现对逆变器并联系统直流环流的瞬时抑制。模拟并联系统半波负载突变实验表明,在加载半波负载前后,逆变器输出电压直流分量可以分别被抑制到0.02%～0.03%和0.04%～0.05%,补偿延时可控制在40 ms以内。实验结果表明,提出的策略能够有效提高逆变器输出电压直流分量的补偿精度和并联系统直流环流抑制的动态响应特性。     

逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法

对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统，各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流。该文分析了逆变器输出电压产生直流分量的原因，介绍了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法。通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节，相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流。在由两台3kVA逆变器组成的并联系统上进行的试验结果证明，该文介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果。     

双闭环控制逆变器并联系统直流环流检测与抑制方法

运算放大器的零点漂移、逆变桥功率开关管的特性不一致等原因会使逆变器输出交流电压中含有直流分量。对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统，各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流。针对这一问题，本文研究了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法，通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节，相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流。试验结果证明，文中介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果。     

微网中并联逆变器的环流控制方法

环流抑制是逆变器可靠并联运行的关键技术,针对微电网中的共直流母线冗余并网逆变器的并联运行,提出了一种基于零序电压差补偿原理的零序环流控制方法。首先分析了并联逆变器间零序环流等价模型,根据单台逆变器的零序电流反馈量和无差拍电流控制方法直接得到并联逆变器间的零序电压差补偿量。然后通过调节该单台逆变器的零序电压使并联逆变器间的零序电压差接近零,实现抑制零序环流的目标。最后,仿真和实验结果验证了所提零序电压差补偿原理和零序环流控制方法的有效性。     

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。     

基于下垂特性控制的无互联线逆变器并联的均流分析

直流环流抑制和交流环流抑制有利于实现多逆变器并联系统的输出电流均分.对于无互联线逆变器并联系统,基于有功和无功功率下垂控制法,提出不同连线阻抗的均流控制方程,根据逆变器连线阻抗的差异与电流均分度的关系,提出了基于PQ下垂系数调整的改进型抑制交流环流的方法.并且提出了一种新的用以消除直流环流的衰减器.采用数字信号处理器(DSP)实现全数字化逆变器并联系统设计,实验结果表明所提出的方案能有效的实现无互联线逆变器并联系统的直流环流抑制和交流环流抑制.     

不平衡负载下逆变器并联系统电能质量治理

针对多逆变器并联系统输出侧电压不平衡的问题,提出一种基于主从控制的多逆变器并联系统输出级电压不平衡度抑制策略,旨在提升电压质量.首先对逆变器输出电压进行分析,得出负载电流中的负序分量是导致逆变器输出电压三相不对称的原因,进而提出基波旋转坐标变换的方法将负载电流中的正负序分量分离出来,其中负载电流中的全部负序分量由从逆变器承担,而主逆变器仅提供负载电流中的基波分量,并维持逆变器输出端电压稳定.所提控制策略将电能质量治理功能嵌入到从逆变器控制策略中,有效降低了输出端电压的不平衡度,避免了增加额外的电能质量治理装置.最后,基于PSCAD仿真和实验对所提控制算法的有效性进行了验证.     

入网电压控制型逆变器直流分量的动态分析与消除

针对入网电压控制型逆变器的并网电流直流注入问题进行研究。基于轴压调节控制型的单相LCL型并网逆变器,建立并网数学模型,并结合逆变器的控制结构对并网电流注入直流分量的原因进行详细的数学分析与公式推导,结果表明直流分量的大小与电网电压幅值和频率的变化量近似呈线性关系。同时为了抑制和消除直流分量对逆变器并网系统所带来的不利影响,提出电流偏移补偿(CDC)控制策略,该策略在电网电压幅值波动和电网频率波动时能够有效地补偿并网电流中的直流分量,保证入网电压控制型逆变器优良的控制性能。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性与所提控制策略的有效性。     

并联无隔离光伏并网逆变器漏电流和环流抑制研究

并联无隔离光伏并网逆变器会产生漏电流和环流问题。在分析三电平逆变器共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波器电容公共连接点和直流侧电容中点相连,能够滤除寄生电容电压的高频分量,减少共模漏电流。无隔离光伏并网逆变器并联能增加系统容量和可扩展性,但产生的零序环流会降低系统效率,而传统方法很难实现环流抑制。提出一种新型SVM调制方法,通过实时改变零矢量作用时间实现精准控制,能够实现多台逆变器在电流不相等情况下的环流抑制。最后通过实验验证了所提拓扑和算法的有效性。     

多逆变器并联系统输出电压不平衡度补偿策略

为解决多逆变器并联系统输出级电压出现三相不对称的问题,在此提出一种基于主从控制的多逆变器并联系统输出级电压不平衡度改善策略.首先分析非对称负载导致多逆变器并联系统输出级电压出现三相不对称的原因,进而采用基波旋转坐标变换的方法将负载电流中的正负序分量分离出来,利用其余从逆变器可用容量来补偿负载电流中的全部负序分量,而主逆变器仅提供负载电流中的基波分量,并维持逆变器输出端电压稳定.所提控制策略将电能质量治理功能嵌入到从逆变器控制策略中,有效降低了输出端电压的不平衡度.最后,基于PSCAD仿真对所提控制算法的有效性进行了验证.     

非对称负载下逆变器电压不平衡度抑制策略

为解决多逆变器并联系统输出端电压出现三相不对称的问题,本文提出一种基于主从控制的多逆变器并联系统输出级电压不平衡度改善策略.首先,分析非对称负载导致多逆变器并联系统输出级电压出现三相不对称的原因.其次,采用基波旋转坐标变换的方法将负载电流中的正负序分量分离出来,利用其余从逆变器可用容量来补偿负载电流中的全部负序分量,而主逆变器仅提供负载电流中的基波分量,并维持逆变器输出端电压稳定.所提控制策略将电能质量治理功能嵌入到从逆变器控制策略中,有效降低了输出端电压的不平衡度.最后,基于PSCAD仿真对本文所提控制算法的有效性进行了验证.     

一种三阶广义积分交叉对消电流反馈控制的多逆变器并联控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,通过引入虚拟阻抗来改变逆变器的下垂外特性是常用的方法。针对虚拟阻抗的实现,提出一种三阶广义积分交叉对消电流反馈控制方法,可避免对输出电流求导,减少运算量,系统动态响应速度显著提高。所提方法由交叉对消反馈网络和多级基于三阶广义积分器的正交发生器环节两部分构成,分别实现带通效果和滤波功能,能较好地抑制输出电流中的直流分量和谐波分量,改善输出电压波形,减小其畸变率。分析该方法对系统阻抗幅频特性的影响可知,该方法仅影响系统基波频率处附近的输出阻抗,谐波处几乎不受影响,避免了虚拟阻抗引入带来的谐波放大问题。仿真与实验结果证明了所提方法的正确性与有效性。     

考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究

针对传统微网并联多逆变器运行控制策略仅能在某种程度上抑制系统中的环流,抑制后的环流仍然比较大的问题,提出考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究。首先,建立微网并联多逆变器模型;基于微网并联多逆变器模型,计算微网并联多逆变器输出有功功率和无功功率;根据计算出的数据,提出改进后的下垂控制方法,对系统进行控制,以减小系统的环流值,控制微网并联多逆变器稳定运行。仿真实验结果显示,在存在环流干扰条件下,当有功功率和无功负载出现变化时,采用所提方法对微网并联多逆变器进行控制,其输出功率和输出频率会随着有功功率和无功负载的变化而产生相应的变化,实现了微网并联多逆变器稳定运行,说明该方法在微网并联多逆变器稳定运行控制研究方面有一定的参考价值。     

弱电网下多逆变器并网系统的全局高频振荡抑制方法

该文提出一种弱电网下多逆变器并网系统的全局高频振荡抑制方法,通过引入公共耦合点(PCC)电压全局变量和并网电流高频分量到逆变器控制环节,可实现多逆变器系统的高频振荡抑制。首先,引入PCC电压的前馈构造出并联逆变器在PCC处的虚拟电阻,抑制逆变器谐波电压与电网背景谐波电压引起阻抗网络的谐波谐振;其次,引入并网电流高频分量反馈构造出并联在逆变器输出滤波电容两端的虚拟阻抗,增加逆变器自身阻尼,抑制多逆变器并联谐振。仿真和实验验证了所提高频振荡抑制方法的有效性。     

不对称故障下低电压穿越的多目标解耦控制策略

在传统不对称故障低电压穿越控制中,囿于控制自由度有限,并网逆变器控制存在输出电流负序分量和直流侧电压二倍频波动抑制两个目标无法同时实现的问题。针对该问题,本文提出了一种不对称故障下两级式光伏并网系统低电压穿越的多目标解耦控制策略。该策略将逆变器的控制目标设置为输出电流负序分量抑制,给出了综合考虑逆变器输出电流限幅和无功输出需求的逆变器电流内环控制参考值计算方法;通过双向Buck-Boost变换器将超级电容接入直流母线电容两端维持其电压稳定,并将直流侧电压二倍频波动转移至超级电容输入侧进行抑制。仿真结果表明,在所提控制策略下逆变器三相间的不平衡度降低,输出电流畸变得到改善,直流侧电压二倍频波动相比传统控制方法明显减小。     

基于瞬时功率均分的中频逆变器主从并联控制系统研究

为了满足中频交流供电电源大容量、高可靠性的需求,本文提出一种基于瞬时功率均分的逆变器并联主从控制方案。首先,基于三相T型三电平中频并联拓扑搭建单机大容量中频逆变器,采用改进型LCL拓扑抑制系统高频环流、共模电压,并提出瞬时功率均分主从控制策略实时均分主/从机有功、无功功率减小系统环流;其次,分析并建立了一套完整、可靠的通信系统,以实现功率信息和载波同步信号的稳定、快速传输从而实现主从并联控制;最后,通过Matlab/Simulink对所提方案进行了仿真分析,并搭建125kW双机并联实验平台验证该控制系统的可行性。     

光伏并网逆变器输出电压直流分量的扰动观测抑制方法

无变压器非隔离型光伏并网逆变器因为功率开关器件的容差、PWM门控驱动脉冲的不对称性等原因会导致输出电压中含有一定的直流分量。为此提出一种新型的基于扰动观测器的直流电压分量抑制方法,该方法的扰动抑制内环参数设计简单,且扰动抑制内环不会影响到常规电压反馈控制外环的跟随性能。首先分析了光伏并网逆变器直流注入的产生原因,在此基础上将并网逆变器输出电压的直流分量视为系统外部扰动,利用扰动观测器实时估算出扰动量并前馈补偿以动态消除扰动对逆变器输出电压的影响,通过与传统直流抑制方法的理论对比分析证实了所提方法的优越性,仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。