三相光伏并网逆变器准比例谐振控制器设计

近年来,光伏并网逆变器的电流控制技术成为研究热点,文章针对传统电流控制技术的不足之处,将准比例谐振控制引入到光伏并网逆变器的电流控制中,利用其在谐振频率处增益无穷大和较大带宽的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力。仿真结果表明,设计的准比例谐振控制器能实现三相光伏并网逆变器的电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力,具有较好的动、稳态性能。     

基于PIR的并网逆变器低频次谐波抑制策略研究

针对电网电压畸变造成并网电流低频次谐波含量较高的问题,提出一种基于比例积分-准谐振（PIR）与电流谐波检测环相结合和控制策略抑制电流谐波。首先分析并网逆变器原理,建立电流内环数学模型。基于内模原理,引入电网电压全前馈消除电网电压对网侧电流和影响,其次分析电流谐波检测与抑制原理,采用电流特定次谐波检测环对逆变器侧电流提取谐波分量,并采用闭环控制抑制电流谐波,利用伯德图对准谐振控制器参数进行设定。最后建立Matlab/Simulink仿真模型并搭建dSPACE-DS1104半实物仿真平台,分析仿真与实验结果来验证所提控制策略和有效性与可行性。     

光伏发电系统低功率运行并网电流谐波抑制研究

以低功率运行的光伏发电系统为研究对象,通过理论分析和实验研究的方法,对光伏发电系统低功率运行时并网逆变器输出电流畸变恶化的问题进行探讨,并设计一种减小并网电流谐波的解决方案,最后进行实验验证。结果表明:提出的解决方案可有效减小并网逆变器低功率运行时输出的低次电流谐波,实现光伏发电系统低功率运行时并网电流总谐波畸变率满足IEEE Std.1547-2003标准。     

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LADRC和准PR的三相LCL型光伏并网逆变器谐波谐振抑制策略

针对三相LCL型光伏并网逆变器由自身高频段谐振尖峰引起的谐波谐振现象,设计一种基于三阶线性状态观测器的二阶线性自抗扰控制（LADRC）和准PR控制相结合的电流双闭环控制策略,较好地削弱了高频段的谐振尖峰,抑制了光伏系统的谐波谐振现象。通过设计李雅普诺夫函数证明了闭环系统最终会稳定收敛;利用仿真对不同工况下的控制策略深入对比分析,结果表明此双环控制策略具有优越的鲁棒性和实际应用价值。     

基于空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦控制研究

提出一种基于电网线电压空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦方法,将复平面分为6个扇区,在每个扇区内实现两相开关解耦,分别控制相应的输出线电流,实现电流跟踪,改善并网电流波形。最后,利用MATLAB建立三相光伏并网逆变器双环系统仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性。     

光伏系统中控制器与逆变器的二合一

提出将光伏系统中的控制器和逆变器的控制融为一体,可以做到资源共享,结构紧凑,进下不提高系统的效率和可靠性,描述了设计方案、软件编帛,给出了实验结果。     

孤岛模式单相光伏并网逆变器自抗扰控制策略

为抑制光伏并网逆变器在孤岛模式下的扰动,提高系统的抗扰动态性能,文章设计了一种改进的单相微网逆变器自抗扰控制器。该控制器基于系统扰动模型,设计同步旋转坐标系下逆变器的自抗扰控制参数,并分析逆变器对负载扰动的动态抑制性能。最后利用dSPACE搭建相应的仿真试验系统,仿真和试验结果表明,所提控制策略能有效抑制扰动,提高了系统的抗扰动态性能。     

基于附加电流控制的并网逆变器输出谐波抑制策略

针对并网逆变器（VSC）在间谐波电压下的谐波电流问题,提出一种基于附加电流控制的VSC输出谐波抑制策略。首先,建立VSC在电网电压畸变工况下的数学模型;然后,在传统矢量控制的基础上附加谐波电流反馈控制环路,形成基于附加电流控制的输出谐波抑制策略;最后,设计附加电流控制器的型式和参数,并基于VSC样机进行测试验证。实例分析表明,所提VSC控制策略可提升VSC入网电流对电网电压畸变的抗扰能力,同时抑制VSC整数次谐波和间谐波电流。     

一种单相高频光伏并网逆变器的研究

为解决传统全桥、半桥结构存在桥臂直通,需要加死区时间以及续流回路需经过性能较差的体二极管增大开关损耗的问题,研究一种单相双电感桥式光伏并网逆变器。该拓扑同一桥臂只有一个二极管和开关管,不存在桥臂直通,无需加死区时间,其在采用单极性正弦波脉宽调剂(sine pulse width modulation,SPWM)调制方式的同时,能有效抑制共模电流,解决非隔离型逆变器漏电流问题。采用多谐振控制算法来抑制低次谐波,提高并网质量;同时,利用SiC肖特基二极管续流,解决由续流二极管反向恢复时间增加的开关损耗,能在100 kHz或更高开关频率下确保变换效率,可有效提高逆变器功率密度。设计试制一台500 W原理样机,仿真和实验证明,该拓扑结构具有高功率密度,漏电流抑制能力强的特征。     

单相并网逆变器母线电容纹波分析与抑制研究

由Boost电路和DC/AC电路组成的两级并网逆变器会在直流母线电容上产生高低频纹波,过大的纹波电压会导致输出电压畸变,而过大的纹波电流会导致电容发热,缩短使用寿命。文章针对某3 kW单相光伏并网逆变器,提出了一种纹波电压和纹波电流综合分析整治方法,依此来指导母线电容参数的选取和抑制纹波幅值。样机试验结果说明了分析方法的正确性。     

多支路型光伏并网逆变器

阐述了多支路型光伏并网逆变器的基本原理和研制的关键技术.通过对光伏并网逆变器最大功率点跟踪、并网控制技术和孤岛效应等问题的分析,提出了相应的解决方案:采取最大功率跟踪方法,系统能在光强变化时,迅速、准确地跟踪太阳能电池阵列的最大功率点;以多输入支路的独立最大功率跟踪策略,解决了由于太阳能电池阵列参数不一致造成的输出功率降低的问题;在并网逆变技术上采用电流超前跟踪,简单实现了输出功率因数为1,有效地提高了输出电能质量.     

两级式光伏并网逆变器无差拍控制研究

针对两级式三相光伏并网逆变器的特点,文章采用瞬时功率外环和无差拍控制电流内环的双环控制策略。推导了三相光伏并网逆变器的离散数学模型,外环采取瞬时功率控制方法,省略了传统无差拍电流控制方法中的电流预测环节,简化了逆变器的控制系统。仿真结果表明,在光照导致光伏电池输出功率波动的情况下,该控制策略依然能保证光伏并网逆变器最大限度地输出功率,且并网逆变器的输出电流能够准确、快速地跟踪电网电压,实现了功率因数接近1。     

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。     

采用空间矢量调制方法的光伏并网系统滞环电流控制

文章研究了基于空间矢量调制概念的光伏并网系统滞环电流控制技术。该技术使用双滞环控制器获取电流误差信息,内滞环使输出电流在限定范围内,外滞环确定输出指令电压信号的空间位置。根据电流误差信号优化并网逆变器输出电压矢量,使误差电流信号变化速度降低,从而使逆变器的开关频率降低。该技术结合了空间矢量控制及滞环电流控制方法的优点,提高了逆变装置直流端的电压利用率,系统响应速度快,并且减少装置的散热及能量损失,使系统高效运行     

Five-level inverter with dual reference modulation technique for grid-connected PV system

This paper presents a single-phase five-level grid-connected PV inverter with a novel dual reference modulation technique. Two reference signals identical to each other with an offset equivalent to the amplitude of the triangular carrier signal were used to generate PWM signals. The inverter consists of a full-bridge inverter and an auxiliary circuit comprising four diodes and a switch. The inverter produces output voltage in five levels: zero, +1/2V_dc, V_dc, ?1/2V_dc and ?V_dc. A digital PI current control algorithm is implemented in DSP TMS320F2812 to keep the current injected into the grid sinusoidal and to have high dynamic performance with low THD. The validity of the proposed inverter is verified through simulation and implemented in a prototype. The experimental results are compared with conventional single-phase three-level grid-connected PWM inverter in terms of THD.     

带升压变压器的光伏并网逆变器控制与实现

光伏并网逆变器中的升压变压器可能因直流偏磁给逆变器和电网带来危害,针对光伏并网逆变器的闭环PI参数设计以及变压器直流偏磁的问题,分析了并网逆变器直流偏磁产生的原因以及对逆变电器的影响。给出了PI参数的整定方法,提出了一种抑制直流偏磁的控制策略,并在一台3 k W并网逆变器上进行了实验。实验结果表明,PI设计参数合适,该策略能够有效抑制直流偏磁。     

Analysis of the current total harmonic distortion for different single-phase inverters for grid-connected pv-systems

A method to characterise the current total harmonic distortion for single-phase inverters is proposed. This method is based on the performance of the inverters along two different types of days: clear sky and partially cloudy sky days. An expression to estimate the average value of the current total harmonic distortion for each type of day is proposed. The values obtained from these expressions pick up the behaviour of the inverters for the two most usual climatic conditions. Moreover, the values obtained can be used to compare the electricity supply quality of different inverters.     

Optimal sizing of a grid-connected PV system for various PV module technologies and inclinations, inverter efficiency characteristics and locations

An optimal sizing methodology based on an energy approach is described and applied to grid-connected photovoltaic systems taking into account the photovoltaic module technology and inclination, the inverter type and the location. A model describing the efficiency for m-Si, p-Si, a-Si and CIS is used. The method has been applied on various meteorological stations in Bulgaria and Corsica (France). The main parameter affecting the sizing is the inverter efficiency curve. The influence of the PV module technology seems less important except for amorphous photovoltaic modules for which special remarks have been made. The inclination on the PV system influences the performances particularly when the inverter is undersized compared to the PV peak power.     

基于无差拍控制的光伏并网逆变器直流分量抑制研究

直流分量抑制是非隔离型光伏并网逆变系统的关键技术之一,国际并网认证标准中普遍要求光伏并网逆变器注入电网的直流分量不可超过额定电流的0.5%。文章在分析无差拍并网控制策略的基础上,通过对电压指令校正及电流指令校正两种控制方法的直流分量抑制效果进行对比,采用一种简单有效的直流分量检测及零点校正方法进行直流分量抑制。对3 kW单相非隔离型光伏并网逆变器进行相关试验,结果证明了控制算法的有效性。