面向微电网三相电压不平衡补偿的逆变器并网控制

随着微电网规模的日益扩大,单相、三相负载混用日益增多,微电网单相电压不平衡现象日益严重。为了解决这个问题,针对三相四桥臂逆变器三相输出可解耦独立控制的特点,提出并网逆变器三相输出可控互联、各相输出功率根据电压不平衡度进行自适应调节的控制方案。在建立其平均等效模型及不平衡状态转移模型的基础上,对逆变器三相输出电流进行分级控制,实现对微电网不平衡电压的补偿。利用MATLAB/Simulink进行了仿真,并构建实验平台进行了实验。仿真和实验结果表明,所提出的补偿方法具有很好的补偿效果。     

面向不平衡补偿的三相四桥臂并网逆变器控制策略研究

针对微网中大量接入不对称负载且日益增多的现状,引起的三相电压不平衡问题,提出基于三相四桥臂逆变器的多状态分层协同补偿策略.利用四桥臂并网逆变器三相输出独立的特点,采用双同步坐标系解耦软件锁相准确跟踪微网相位,根据电网三相电压值的大小,对发电装置发出的电源进行三相功率分配,对低电压相进行功率补偿以实现微电网电压的平衡.利用MATLAB/Simulink进行建模仿真,并对个别状态进行了试验.结果 表明,对于微电网中可能存在的电压不平衡情况,所提出的补偿控制策略可以有效改善电压不平衡的问题,并对其进行补偿.     

三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究

针对对称分量法实现三相逆变器在不平衡负载下输出电压的正、负、零序分量补偿,以维持三相输出电压的平衡,该方法在三相负载严重不平衡时,其不平衡度仍然较大,且运算量大,适时性差,不易控制等问题.本文提出了一种三相逆变电源的输出电压分相控制的方法,分别对三相逆变器输出的线电压进行控制,以实现三相电压的平衡.理论和仿真分析表明,该方法能够使三相最大不平衡度从传统对称分量法的5.49％降到1％左右,在负载不平衡度达到200％的情况下,三相电压输出也能适时、稳定、可靠的达到平衡,有效地补偿因不平衡负载引起的逆变器输出电压畸变,从而保证逆变器在带任意不平衡负载时仍能维持三相平衡的输出电压.     

非线性负载下动车组辅助逆变器控制方式优化

提出将逆变器的非线性负载畸变控制问题转化为动态冲击性不平衡负载的畸变控制问题,将用于不平衡控制的改进型双闭环复合控制模型引入辅助供电系统逆变器控制方式中。通过信号延迟对消(delay signal cancellation,DSC)技术分离电压的正负序分量,并分别跟踪补偿,改善输出电压波形。基于MATLAB/Simulink及dSPACE半实物仿真平台搭建的某车型辅助逆变器模型,验证了所引入的改进型控制方法对三相整流器负载和单相不平衡负载下的逆变器输出电压畸变均有显著改善,拓展了基于DCS的改进型双闭环复合控制方法的应用范围。     

一种基于单相并网逆变器的柔性切换系统

基于网络数据中心(IDC)的三相供电系统,提出一种基于单相逆变器的柔性切换系统。该系统通过调整各个设备组所在电网供电相位置来达到三相平衡配电的目的。分析了该系统的逆变器并网控制策略,对逆变器采用电压控制模式,并提出在负载电压过零点时进行切换,可以避免负载中产生冲击电流。同时分析了逆变器并网过程中,环流产生的原因及其影响。该系统可很好地完成IDC设备在不同电网相位间的无跳动柔性切换。     

级联H桥中压储能系统离网控制策略

在高压大功率储能应用场景中采用中压储能系统相对低压储能系统具有更高的效率。目前基于级联H桥的中压储能系统研究较多,但已有研究多集中于并网运行,离网控制研究较少。该文对基于级联H桥的模块化多电平中压储能系统的离网运行控制进行了阐述。建立了级联H桥中压储能系统的离网模型,提出了包含交流电压外环和电流内环的中压储能系统离网电压控制策略,并针对离网运行时单相负载较多,三相电压容易不平衡的问题,提出了三相电压不平衡补偿控制方法。搭建了MATLAB/RT_LAB实时仿真系统,对上述控制进行了仿真验证。结果表明,三相负载平衡时,负载端电压保持恒定,电流内环跟踪精确;三相负载不平衡时,经电压不平衡补偿后,负载端的三相电压仍然能保持平衡,负载三相电流则随三相负载的大小而不同,仿真证明了该文提出的级联H桥中压储能系统离网控制策略的有效性。     

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题.采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象.为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案.该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压.最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性.     

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题。采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象。为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案。该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压。最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性。     

四桥臂三相逆变器的解耦控制

四桥臂三相逆变器是针对三相不平衡或非线性负载供电提出来的。由于第四桥臂的滤波电感引起的耦合效应，使三相电压的控制变得十分复杂。该文针对这一问题，提出了一种解耦控制策略，将滤波电感看成电源内部阻抗，并从改变电源内部阻抗思想出发，推导出变换关系，使三相电压控制实现解耦，将复杂的三相电压的控制，转化为单相电压控制问题，同时，解决了第四桥臂电感值的选择问题。该变换需要的参数和变量较少，简化了四桥臂三相逆变器的控制算法。以该解耦变换思想为基础，构造了四桥臂三相逆变器控制系统。仿真结果显示，该逆变器可带任意负载，且具有良好的动态特性和静态特性.     

基于改进重复控制的三相四桥臂逆变器研究

在将三相四桥臂逆变器解耦成3个单相逆变器的基础上,提出了一种状态反馈与重复控制相结合的控制策略。首先,对每个单相逆变器建立状态空间模型,进行全维观测器以及极点配置环节设计。然后,对整个系统进行重复控制策略的设计并进行参数的选择。构成以状态反馈控制为内环,重复控制为外环的双环控制。仿真结果表明:在平衡负载、不平衡负载或者非线性负载等多种情况下,逆变器都能够输出良好的电压波形,整个系统具有很好的鲁棒性和动态特性。     

孤岛微电网逆变器不平衡负载下的控制策略

提出一种孤岛微电网逆变器在不平衡负载下的控制策略,采用分序网络解耦控制,在虚拟同步发电机(VSG)控制的基础上引入自适应负序补偿环.对三相负载不平衡下的电路进行分析,得到逆变器分序网络等效电路和逆变器间负序环流产生机理.通过分序网络解耦控制得到电压环参考电压各序分量,引入分序网络虚拟阻抗改进逆变器各序输出阻抗.正序网络采用VSG控制实现正序调频调压和电流的自主分配,负序网络加入负序补偿环抑制微电网三相电压负序分量.详细分析了微电网电压负序分量与负序补偿系数和逆变器输出电流负序分量的关系.负序补偿环采用自适应控制,在实现微电网三相电压平衡的同时根据逆变器额定容量自主分配输出电流负序分量.建模仿真结果验证了所提控制策略的有效性.     

三相逆变器不平衡抑制研究

三相逆变器的一个重要性能是输出电压的对称性，输出电压不对称主要由不平衡负载引起，文中基于对称分量法和叠加原理分析了输出基波电压对称性畸变机理，指出了输出电压正、负、零序分量不同的补偿特性，表明输出电压对称性控制不仅与控制器性能有关，还取决于逆变器电路结构的固有特性，并提出了改善逆变器输出对称性的方法。仿真和基于DSP控制的35kW逆变器样机实验均验证了理论分析结论。     

新型正弦脉宽调制控制电压源型动态静止无功补偿器

提出了一种适用于低压配电系统的新型动态无功补偿电路拓扑。主电路采用三相四桥臂逆变器结构,可以对负荷不平衡进行有效补偿。逆变器控制采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制,保证电压电流失真度低,并通过调节逆变器的输出电压从而动态调节静态无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿无功功率,最终实现系统无功补偿为零的目的。通过与固定补偿电容器相结合,它能以较小的逆变器容量来补偿动态无功,提高系统的功率因数和电压稳定性。利用PSCAD/EMTDC平台对该系统进行了仿真研究。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

基于组合三相逆变器的孤岛微电网电压平衡控制策略

针对微电网孤岛运行时,微电网三相功率不平衡以及输出阻抗不同,导致三相电压不平衡的问题,本文提出了基于组合三相逆变器的孤岛微电网电压平衡控制策略。一方面,以组合式三相逆变器作为分布式电源的接口电路,从而实现对各桥的独立控制;另一方面,通过调整P~f和Q~U下垂曲线对传统下垂控制进行改进,得到三相平衡参考电压。此外,本文通过引进阻抗压降补偿控制,进一步改善输出阻抗不同引起的电压不对称问题。最后,在负载平衡和不平衡的情况下分别进行模拟与实验,结果表明本文所提电压综合控制策略的可行性及有效性。     

组合式三相高频脉冲直流环节逆变器研究

本文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器的电路结构,并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM电流滞环控制技术、负载特性、三相输出电压对称度进行了深入分析研究。设计并研制成功的3kV·A27Vlx/ 200V 400Hz AC组合式三相高频脉冲直流环节逆变器,这种逆变器具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强等优良性能。     

组合式三相高频脉冲直流环节逆变器研究

该文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器电路结构，并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM电流滞环控制技术、负载特性、关键电路参数设计进行了深入的分析研究。这类组合式三相逆变器，由3个完全相同的单相逆变器模块构成。设计并研制成功的3kVA 27VDC／200V400HzAC组合式三相高频脉冲直流环节逆变器，具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强等综合性能。     

基于STATCOM三相不平衡负载的平衡补偿

由于单相STATCOM具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适用于不平衡负载的平衡化补偿。提出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)以保证输出无功电流的总谐波畸变率(THD)小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。试验结果验证了STATCOM进行平衡化补偿的快速性。     

基于单相STATCOM的不平衡负荷平衡化补偿的仿真研究

单相STATCOM由于具有输出无功电流谐波含量低、响应速度快等优点而适合于不平衡负荷的平衡化补偿。文中给出了采用单相STATCOM实现平衡化补偿的两种主电路结构及电压-无功综合控制方法。三相补偿电流相量采用对称分量法通过矢量变换获得，单相无功功率采用单相瞬时无功功率算法得到，单相逆变器采用特定谐波消除PWM算法(SHE-PWM)，以保证输出无功电流的谐波总畸变率小于5％，同时保证直流侧电容电压的稳定。对所给出的补偿方法进行了仿真研究，结果验证了单相STATCOM进行快速平衡化补偿的能力比较强。     

一种三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略

基于三相四桥臂电压型PWM逆变器的工作原理,研究了双闭环控制策略,并在此基础上研究了利用三相半波整流器实现三角波注入的三相四桥臂逆变器控制策略。此方法采用双闭环控制方法控制前三桥臂,采用三相半波整流器对前三相调制信号进行处理以获得第四桥臂信号控制,系统结构简单、易于控制。系统可采用纯模拟器件实现,有效地避免了DSP处理能力有限对PWM开关频率的限制,有效提高系统的开关频率,具有动态响应速度快,输出电压波形谐波含量低等特点。此外,三角波注入提高了直流电压利用率,增强了系统带不平衡负载的能力。仿真结果进一步验证了该控制策略的正确性与可行性。