电网谐波畸变下LCL型并网变流器的有源阻尼控制

在dq同步旋转坐标系下建立LCL型并网变流器的模型,并分析了电容电流反馈有源阻尼法削弱LCL型并网变流器内部谐振尖峰的原理。在此基础上,提出基于PIR调节器的有源阻尼控制策略,有效解决了电网背景谐波电压畸变对LCL型并网变流器并网电流的影响,具体为由PI调节器和6k倍频谐振控制器组成的PIR调节器可以起到抑制电网基波电压和6k±1次背景谐波电压的作用。最后采用根轨迹法和频域分析法对PIR控制器的参数进行设计,并通过仿真验证了该控制策略的有效性。     

并网逆变器功率和合成谐波阻抗联合控制策略

为了抑制电网中因非线性负载和电力电子器件的大量使用而产生的谐波,给出了并网逆变器的给定功率和合成谐波阻抗联合控制策略.该策略能够根据给定的有功功率和无功功率控制系统,并且在电流环电压环上加入了谐波阻抗环.Matlab/Simulink结果显示,该控制策略能够在实现并网逆变器并网的同时起到有效抑制电网谐波的作用.仿真结果表明,此方法能够抑制电流谐波,也使得电网电压谐波得到有效抑制,并避免了电网线路上的谐振.     

基于双VSR的风电机组并网控制策略

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,基于三相电压型脉宽调制（PWM）整流器的数学模型,重点研究了直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器和基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的控制系统设计,提出基于双电压型PWM整流器（VSR）的风力发电机组的并网控制策略,并建立该控制策略的等效电路模型.通过对该并网控制策略等效电路模型的仿真分析,验证了PWM整流器的升压整流特性;同时,该等效电路输出的三相交流相电流总谐波畸变率仅为1.64%,电流波形正弦度良好.仿真结果验证了该并网控制策略的可行性．     

LCL型并网逆变器电流谐波抑制策略研究

日益增多的非线性设备使电网电压背景谐波含量增加,并导致逆变器的并网电流畸变。为了抑制并网电流谐波,提出了一种改进电网电压比例前馈控制策略,分析LCL型并网逆变器逆变侧电感值以及滤波电容值对电网电压比例前馈控制策略的影响,得到了逆变侧电感和滤波电容的优化选择方法,即根据逆变器的性能需求和设备安全需要,确定LCL型并网逆变器逆变侧电感和滤波电容的取值范围,并据此确定合适的电感值,继而通过选取较小的电容值降低并网电流的谐波含量,最后在LCL型并网逆变器样机中验证了该控制策略和优化方法的有效性。实验结果表明:采用基于滤波参数优化选择的电网电压比例前馈控制策略后,LCL型并网逆变器并网电流的总谐波畸变率由4.04%降至2.58%,对于谐波含量较高的3、5次低次谐波,均由2%降至1%以下,提高了逆变器的性能。     

基于比例谐振和谐波补偿控制技术的单相逆变并网研究

电网电压背景谐波的干扰在并网系统中是不可避免的,这会给并网电流带来大量的低阶谐波.提高开关频率能够抑制低阶谐波,却带来大量的高阶谐波.针对基于比例谐振控制(PR)和谐波补偿(HC)控制器的LCL型单相并网逆变器,详细分析了电流控制器参数对系统性能的影响,通过对并网电流的稳态误差、相位裕度和幅值裕度的分析得出满足要求的控制器各参数选择范围,结合系统的稳定性分析来选择控制器参数.仿真结果证明所给出的控制策略和参数设计方法是可行的.     

虚拟谐波阻抗的并网逆变器谐波抑制方法

电网中谐波的存在严重影响电网电能的质量,同时并网逆变器输出电能质量不高也给电网带来一定的影响。通过研究并网逆变器谐波抑制控制策略,给出三相电压型并网逆变器的谐波抑制模型。该逆变器除了可以作为功率接口向电网传送有功功率外,还向电网注入谐波来补偿和抑制电网谐波。该模型通过引入虚拟谐波阻抗环,使得逆变器的输出阻抗特性总体上表现为阻性,有效地抑制输出波形在传输线路上的谐振失真。该模型采用电流环控制输出电流,电容电压环控制输出电压,虚拟谐波阻抗环补偿逆变器的输出阻抗。仿真结果表明此方法能够有效地抑制电网谐波。     

基于电网电压矢量定向控制的三相并网逆变器模糊PI控制策略

为提高逆变器并网的效率,降低并网电流的谐波畸变率,加快系统的动态响应速度,研究了基于电网电压定向的前馈解耦控制策略,设计了模糊PI控制器,制定模糊规则实现PI参数的整定,并在Matlab/Simulink中构建仿真模型以验证所提策略的有效性和可行性.     

不平衡电压下双馈发电机陷波滤波改进型矢量控制

通过建立双馈风力发电机在电网电压不平衡条件下的数学模型,对电压不平衡时双馈电机的功率、转子及网侧变频器电流瞬时值进行了分析,得出发电机在不平衡电压下定、转子及网侧电流会出现脉动,且风力发电机电流谐波分量较大,传统的矢量控制方法无法有效地抑制这些脉动和谐波.在风力发电机普遍不具备负序控制能力的前提下,提出了陷波滤波改进型矢量控制策略,并进行了仿真验证.结果表明,该陷波滤波改进型矢量控制策略能有效抑制电网电压不平衡引起的直流母线电压与转子电流的脉动,且有效降低了双馈风力发电机在不平衡电压下的谐波含量,提高了双馈风力机在系统电压不平衡时的稳定运行能力.     

并联混合型有源电力滤波器的自抗扰控制策略

为了提高并联混合型有源电力滤波器性能,提出一种基于线性自抗扰的特定次谐波补偿控制策略。通过建立并联混合型有源电力滤波器的数学模型,结合自抗扰控制的特点,将三阶系统控制问题简化成一阶自抗扰控制问题。同时,设计了谐波电流跟踪的一阶线性自抗扰控制器和直流母线电压的双闭环自抗扰控制器。最后通过仿真对比传统比例积分(PI)控制,发现该策略使谐波电流跟踪稳定性更强,直流侧电压超调为0,有效抑制电流和电压冲击,补偿后电网电流谐波畸变率为1.26%。结果表明所设计的一阶线性自抗扰控制策略具有良好的跟踪和抗干扰能力,且算法简单,具有一定的工程应用价值。     

SPWM电流跟踪并网逆变控制技术研究

针对传统的正弦脉冲宽度调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）电流跟踪并网逆变控制方法的电流响应较慢,跟随误差较大,易受电网电压影响的问题,提出了一种改进的SPWM电流瞬时值跟踪控制方法.介绍了单相并网逆变主电路拓扑结构,对改进型SPWM电流控制方式进行了描述和分析,建立了并网电流闭环控制系统的数学模型.系统中运用了闭环控制模式,加入了电压前馈补偿环节,通过控制逆变系统的输出电流以跟踪市电的变化,与电网电压同频、同相.仿真结果表明,改进后的方法输出电流波形谐波畸变含量为0.26%,加入PI控制环节的调整时间为0.2 s.     

单相Z/Q-Z源逆变器的无差拍并网控制策略

为了提高Z/Q-Z源逆变器效率、输出电流质量,减小并网电流谐波畸变率,将无差拍并网电流控制策略应用到Z/Q-Z源逆变器中。采用无差拍算法对Z/Q-Z源逆变器进行并网控制,并网电流能够快速跟踪参考电流,实现逆变器单功率因数运行,以及逆变器的数字化控制。建立Z/Q-Z源并网逆变器仿真模型,并对Z/Q-Z源逆变器并网系统进行仿真分析,证明采用无差拍算法并网控制策略的正确性与可行性。仿真结果表明:并网电流总谐波畸变率小于1%,提高了并网电流质量,且Q-Z源逆变器比Z逆变器网络中电容电压值减小半个数量级。另对Z/Q-Z源逆变器进行软启动控制仿真分析,软启动可以有效解决Z源电容电压、逆变桥电压的启动冲击等问题。     

风电机组网侧逆变器实时电流跟踪法谐波抑制

为解决异步风力发电机网侧逆变器接入带有非线性负载的电网时存在谐波干扰的问题,采用一种改进的并网逆变器实时电流跟踪谐波抑制方法,建立了风力发电机网侧并网逆变器电压矢量、电流跟踪和扰动的数学模型以及控制系统的谐波电流实时跟踪仿真模型.利用Matlab/Simulink对带非线性负载的并网逆变器控制系统进行电流跟踪谐波抑制仿真,并研究逆变器离网独立运行时对负载的供能过程.仿真结果表明,该实时电流跟踪谐波抑制方法具有良好的跟踪性能和抗扰性能,与传统谐波抑制方法相比具有较强的鲁棒性,为深入研究整个系统的并网逆变以及搭建实验平台提供了依据.     

电动车用永磁同步电机定子谐波优化控制

针对电动车用永磁同步电机传统控制策略下电机定子含有高次谐波的问题,提出了通过反电势补偿来抑制电流畸变的改进控制方法。在传统电流转速双闭环控制框架的前提下,通过对高次谐波分量进行提取,加入高次谐波电压反馈环节,实现了对定子电流的优化,抑制了电机转矩脉动,提高电动汽车运行的平稳性。在Matlab/Simulink下进行仿真实验,通过分析高次谐波电流波形和转矩波形,证实显著抑制了电机定子电流中的高次谐波,验证该控制算法的有效性。     

基于准PR控制的三相光伏并网逆变器研究

在光伏发电并网过程中,为避免光伏发电系统的耦合影响电网质量,提出一种更为简单的三相并网逆变器的控制策略。利用MATLAB/SIMULINK建立在两相静止坐标系下三相并网逆变器的数学模型,采用外环为功率环,内环为电流环,选择准比例谐振(PR)控制器实现电网电流的控制,最后得到了三相并网逆变器的控制系统。通过仿真实验,验证了控制策略的可行性。     

VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电的控制策略研究

VSC-HVDC具有良好的动静态性能,若采用合理控制策略则可调控有功与无功的输出,进而改善电能质量。然而现有控制策略在由VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电时可能导致输出电压不对称,进而造成控制效果不理想。建立了VSC的内环d/q解耦控制器,整流侧定直流电压控制器和逆变侧定交流电压控制器。对于整流侧控制器,在电压外环,对PI参数增加模糊自整定;在电流内环,将PI控制改为两相静止坐标系下的PR控制,减少了超调和谐波输出量。对于逆变侧控制器,由于输出的三相电压产生畸变;利用PR控制可以无静差跟踪正弦信号,将逆变侧控制改造为"外环定电压PR控制—内环电流d/q解耦控制",解决了三相交流电压的不平衡问题。仿真结果表明,该控制策略可提高整流侧超调时间和反应时间,并有效解决了逆变侧输出电压不对称的问题。     

基于SVPWM控制策略的并网逆变器研究

为解决逆变器并网谐波畸变率较大的问题,根据三相逆变器工作原理,构建了三相静止坐标系下的数学模型。利用三相逆变器的空间电压矢量调制技术,给出了交流侧电感参数选取原则,进而分析变压器二次侧不同连接方式以及直流偏磁对并网谐波畸变率的影响,并提出了改善方法。在Matlab/Simulink环境下对三相逆变器的空间矢量调制策略进行仿真验证,搭建基于DSP控制的三相逆变器实验样机,并进行了并网实验。实验和仿真结果表明,该补偿方法与控制策略是可行的。     

锂电池能量回收系统的进网电流优化控制技术

为了改善锂电池能量回收系统并入电网的电能质量,针对系统核心组成部分并网逆变器进行研究.通过建立基于LCL滤波器的并网逆变器的系统模型,说明该系统对控制方案所提出的要求,并指出传统的基于电网电压定向的PI控制方案无法在满足稳定性要求的同时实现良好的控制性能.引入一种重复控制与PI控制相结合的复合控制方案来弥补原有控制方案的不足.通过系统仿真以及样机实验证明,该方案对由电网电压畸变所引起的进网电流中的谐波成分具有较好的抑制能力,能够在不增加系统硬件复杂程度的前提下获得较好的进网电流波形.     

LCL型光伏逆变器复合优化控制策略

高阶LCL型光伏逆变器控制系统中,由于传统单一的比例积分(PI)和重复控制(RC)策略的并网电流控制方法虽能较好地改善并网电流质量但不能确保系统稳定性良好,输出电流会有一定的畸变。针对这一问题,提出了一种两相静止坐标系下PI+重复控制的复合优化控制策略。首先,在现有的PI+重复控制策略中,在PI控制器支路上引入加权系数m以加强PI环节的调节作用,并加快系统的响应速度以满足系统的动态性能;其次,在重复控制器支路上引入加权系数n以加强对系统稳态误差的不断修正并消除稳态误差,获得系统稳态性要求;最后,通过仿真试验验证了理论分析和策略优化的有效性。仿真结果表明,该优化方案简化了坐标变换与解耦计算,提高了对光伏逆变器输出的谐波抑制能力,降低了逆变器并网电流的总谐波畸变率。     

基于软启动控制的三相四线制有源电力滤波器

当大量电力电子器件在三相四线制低压配电系统中使用时,容易造成三相负载不平衡,使系统产生大量的谐波和中线电流,严重影响电网的电能质量。治理三相四线系统中的谐波问题极其有必要。将三相四线制有源电力滤波器(APF)作为主要研究对象。其中,谐波电流检测采用优化的瞬时无功理论检测法,而针对电压环使用传统PI控制时,在APF接入电网瞬间,会产生一个很大的冲击电压和冲击电流,所以决定将软启动控制引入三相四线制APF的直流侧电压控制当中。并最终搭建整体仿真模型,对低压配电系统不同负载和电源畸变情况进行仿真分析。     

低漏电流非隔离型三相并网变换器协同控制策略

针对非隔离型并网变换器因缺少隔离环节导致的共模电压与泄漏电流固有问题,文中通过将滤波电容中点与并网变换器下桥臂公共点短接,来衰减户内供用电装置对地寄生电容耦合到电网侧的漏电流.首先,以并网变换器结构模型为基础建立其动态数学模型,结合漏电流产生原因及抑制机理,实现对共模电压的零序控制;其次,为限制LCL型滤波器的谐振峰引发的电压振荡,采用滤波电容电流反馈回占空比的有源阻尼控制方案;然后,针对零序控制与有源阻尼控制间的交互影响,借助LCL型滤波器控制等效电路分析其产生原因,对比不同控制策略配置下共模电压波形与电网中谐波含量,确立高稳定精度与低谐波含量的控制方案;最后,通过仿真验证降低漏电流与平抑谐振峰的协同控制策略的有效性.