三相LCL型光伏并网逆变器控制器的设计

针对三相LCL型光伏并网逆变器传统复合控制器中比例积分(PI)控制部分,需进行矢量变换,即将静止坐标系下的交流量转换为旋转坐标系下的直流量,该变换相对其他控制较为复杂且LCL滤波器在该过程中存在着耦合。设计了一种改进型的复合控制器,引入比例谐振(PR)控制器,无需坐标变换便能获得较理想的高品质并网电流。研究了复合控制器的设计方法,仿真和样机实验结果表明了此方法的有效性和优异性。     

LCL型三相并网逆变器双闭环解耦控制器设计

在带LCL滤波器的三相并网逆变器电流双闭环有源阻尼方案中,精确设计控制器参数有助于提高系统控制性能。本文针对其具体拓扑结构,建立了dq同步旋转坐标系下的数学模型,对dq两轴进行解耦控制。研究基于期望频率特性的电流双闭环控制器的设计方法,并重点分析当系统参数发生变化时,对系统稳定性的影响。该设计方法在已知系统参数的情况下,可以准确地计算出内外环的控制器参数,在保证系统性能的同时获得一定的系统鲁棒性。仿真和样机实验结果都表明,该控制器设计方法可以使带LCL滤波器的三相并网逆变器系统稳定可靠的运行,并获得高质量的并网电流。     

LCL型并网逆变器电流控制器设计

在LCL型并网逆变器的应用中,电流控制器的结构和参数对系统稳定性和输出电流质量非常重要。采用电容电流内环,进网电流外环的双闭环控制策略,提出了一种基于准比例谐振调节器和比例调节器的新型电流控制器设计方法。与传统单位电容电流反馈不同,将比例调节器用于反馈通道,实现两个调节器间的解耦控制,简化调节过程。根据逆变系统实际特性,在正向通道中引入惯性环节。控制器参数由系统闭环传递函数根轨迹方法进行设计,以凸显单个参数对系统的影响,使设计过程在无任何假设和简化的情况下直观明了。额定功率为50kW并网逆变器的仿真结果验证了所提控制策略和电流控制器设计方法的合理性和可行性。     

三相并网逆变器的LCL滤波器设计

LCL滤波器正广泛应用于并网逆变器,但无阻尼时易使系统谐振,给系统的稳定性控制带来困难。在建立三相并网逆变器数学模型的基础上,采用基于d,q同步旋转坐标系的电压定向控制策略,使用被动阻尼抑制谐振。给出了被动阻尼LCL滤波器的设计方法,详细分析并比较其与单L滤波器的滤波效果,并分析了被动阻尼的选取对系统稳定性的影响,最后通过实验验证了设计。     

三相LCL型并网逆变器d-q阻抗建模

分布式发电系统中,多个并网逆变器与配电网之间的动态交互会导致系统不稳定,采用阻抗分析法能够有效分析该问题。在d,q坐标系下对三相LCL型并网逆变器进行小信号阻抗建模,考虑并网逆变器主电路、锁相环(PLL)以及控制环路之间的联系,适用于多逆变器配网系统的稳定性分析。最后,通过与实验阻抗测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。     

三相LCL型并网逆变器控制策略与稳定性分析

针对三相LCL型并网逆变器,研究了基于比例谐振(PR)控制以及电网电压前馈控制的电容电流与电网电流双闭环控制策略,并分别与网侧电流反馈和逆变器侧电流反馈控制策略进行了对比分析。采用s域和z域根轨迹方法分析PR控制器参数的选取以及不同延时对系统稳定性的影响。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

LCL型三相并网逆变器自适应控制策略及其参数设计

针对LCL型三相并网逆变器,为改善传统控制策略无法适应输出功率变动带来的稳态误差影响,提出一种基于RBF网络的自适应控制策略。该控制策略可根据外界条件变化,不断修正控制器参数,得到最优PI值,增强了系统稳定性和鲁棒性。为解决LCL滤波器产生的谐振问题,采用电容电流反馈有源阻尼控制,给出一种基于系统幅相特性的电容电流反馈有源阻尼系数设计方法。进行了LCL型并网逆变器并网运行仿真。仿真结果验证了所提控制方法及参数设计的正确性和可行性。     

基于LCL输出滤波器的并网逆变器四种PI控制器设计方法

针对含有LCL输出滤波器这类大惯性环节的并网逆变器,提供了4种比例积分(proportion-integral,PI)控制器设计方法,并进行了比较研究,以期获得最佳设计方法。通过建立基于 LCL 输出滤波器的并网逆变器电流环数学模型,分析了频率特性法、对称优化法、模值优化法和工程优化法的基本原理,以及计算PI参数的具体方法;并从阻尼程度和响应速度2个方面,比较了4种设计方法的特点。结果表明,综合考量响应速度和阻尼程度后,最佳设计方法是模值优化法。实验结果验证了理论分析的正确性。     

三相LCL并网逆变器自适应模型预测控制策略

传统模型预测控制具有良好的动态和静态性能,但非常依赖精确的系统数学模型,难以适应并网逆变器接入弱电网等原因带来的模型参数扰动.为此,本文提出一种自适应周期性模型参数调整策略:结合传统模型预测的特点,保存各个采样时刻系统状态变量的预测值与实测值,形成误差计算矩阵,周期性地通过求解预测状态与实际状态之间误差的最小值来精确识别系统模型参数,将修正过的系统模型参数更新到系统的离散数学模型和状态变量参考值计算方程中.该控制策略能快速修正模型参数,从而消除了模型参数误差带来的模型状态预测不准确的问题.最后,依托一台3 kW三相LCL并网逆变器样机,验证了理论分析的正确性和所提控制策略的性能.     

三相并网逆变器的一种新型死区补偿方法

为解决三相并网逆变器由于死区效应而产生的电压误差扰动的问题,给出了一种在线检测的补偿方法。由并网逆变器的特性,并根据并网逆变器的数学模型,给出了一种无需判断采样过零点而直接得到死区补偿电压的补偿观测器。该方法减少了因相电流过零箝位造成电流方向检测不准引起的误差,改善了并网电流的质量。通过仿真和实验进一步验证了该方法的有效性。     

三相LCL并网逆变器自带低通滤波功能的复合控制方法

针对三相LCL型并网逆变器并网电流存在谐波污染问题,提出一种自带低通滤波功能的复合控制方案。在传统重复控制的内模中建立谐振衰减控制器,改善了重复控制对高频谐波抑制能力不佳的问题,不仅省去了低通滤波器的设计环节,简化了控制结构,同时提升了系统的整体稳态性能。将比例控制与带有谐振衰减控制器的重复控制并联组成自带低通滤波功能的复合控制,提高了系统负载突变时的动态补偿能力。最后提出了对自带低通滤波功能重复控制器参数的设计方案,理论分析和仿真结果验证了该控制方案的有效性。     

三相并网逆变器无差拍解耦控制方法

针对传统无差拍控制无法实现有功功率与无功功率解耦控制的问题,在分析无差拍控制原理的基础上,提出一种新的无差拍控制策略,给出了无差拍控制策略占空比的计算方法.该控制策略将三相系统在d,q坐标系下的解耦特性与a,b,c坐标系下的无差拍控制算法有机地结合在一起,不仅实现了有功功率与无功功率的解耦控制,同时还具有控制简单、控制精度高和动态响应快等优点.最后,通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了该方案的正确性和有效性.     

三相LCL并网逆变器的单电流双环控制策略

为了抑制LCL并网逆变器系统的谐振尖峰,提出了一种单电流双环控制策略。该策略只对并网电流进行采样：内环采用并网电流的二次微分反馈,以配置系统开环传递函数极点,增加系统阻尼;外环对并网电流直接反馈,以跟踪输出电流,提高系统精度。同时,外环采用准比例谐振（QPR）控制器来补偿电流,以减小稳态误差,消除特定次谐波。通过该单电流策略与传统的电容电流内环,并网电流外环策略的对比,以及采用QPR与比例积分（PI）控制器的对比,结果表明本文所采用方法的性能较优。仿真结果验证了该策略能有效抑制并网电流谐波,提高系统的动态性能和稳定性。     

太阳能并网输出LCL滤波器的设计

太阳能并网逆变器使用的IGBT 工作在高速开关状态,形成了很大的du/dt和di/dt.由于杂散电容、电感的存在,使得电路中形成大量的谐波,并网时严重干扰了电网.基十逆变器的电路模型,针对三相光伏逆变系统,分析了谐波产生机理.通过对无源LCL滤波器性能的分析及其参数优化,降低了电感量,改善了系统的动态性能,有效地衰减了该系统产生的高次谐波.通过Matlab仿真,验证了该设计的有效性.     

三相并网型逆变器死区补偿方法

为防止逆变器上下桥臂发生短路,需要在IGBT的驱动信号中设置死区时间。由于死区时间的存在会改变逆变器直流侧的电压输出,导致网侧电流输出畸变,将死区效应所造成的电压扰动矢量进行前馈补偿,根据并网型逆变器的电流特点,提出了一种用低通滤波器与加权滤波的方法获取正序电流的方法,用以判断电压补偿矢量。通过实验验证了该方法的准确性和有效性。     

带有LCL滤波器的并网逆变器自适应控制策略

根据三相并网逆变器忽略电感寄生电阻及滤波电容的简化数学模型的传递函数,通过设置不同的控制参数,利用传递函数波特图来描述控制器参数对整个系统输出性能的影响。分析了现有应用于光伏并网逆变器的各类控制器的特点,利用径向基函数(RBF)网络将控制器的输出、RBF网络及并网逆变器的输出联系起来,进而提出自适应比例积分(PI)控制器参数的调整设计方法。并设计了由电流内环自适应控制环节、滤波电容电流反馈及外环电压稳压环节组成的的三环控制系统。对带有LCL滤波器的10 kW光伏并网逆变器进行了仿真和实验,验证了所设计方法的正确性。