分布式电源并网逆变器谐波抑制方法

为了解决传统的比例-积分(PI)控制器由于自身缺陷引起的电压、电流谐波问题,提出了两相同步旋转坐标系下基于比例-积分-谐振(PIR)控制器的电压、电流双闭环逆变器控制策略;同时引入了简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,并在此基础上提出相电压重构方法。仿真实验表明,上述控制策略对指定次谐波具有良好的抑制效果,采用该策略的逆变器具有良好的输出特性,进而验证了该控制策略对并网系统的有效性。     

基于PR调节器的并网型逆变器谐波抑制策略

解决LCL型并网逆变器谐振问题的有效途径是采用电容电流反馈的有源阻尼法,比例谐振(PR)调节器因具有良好的准确性和抗干扰性能,比PI调节器更适于对并网电流控制,但电网电压背景谐波会使并网电能质量变差。提出了一种基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的双闭环控制策略,经过适当变换,电容电流内环等效为网侧电感电压微分反馈,电网电压前馈等效为比例前馈。仿真实验结果表明,基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的控制策略可以基本避免电网电压谐波影响并网电能质量,且该策略可以省去对三相电容电流的检测,在很大程度上节约了成本。     

分布式电源并网逆变器双环控制研究

研究了一种基于电压空间矢量调制的分布式电源并网逆变器的双环控制策略,该系统能以恒功率、单位功率因数向电网回馈电能,且具有较好的静、动态性能。首先,建立了两相同步旋转坐标系下逆变器的数学模型,在此基础上提出了以功率外环、电流内环的双环控制策略,实现对并网有功功率和无功功率的独立控制。仿真和实验结果均表明该控制策略的正确性及有效性。     

带整流性负载并网逆变器的控制方法

提出了一种带整流性负载并网逆变器的控制方法.该并网逆变器可以工作于独立和并网2种工作模式.分析了并网逆变器带整流性负载对电网电流的影响.通过引入整流性负载电流补偿的方法,消除了整流性负载和滤波电容对电网电流的影响,提高了电网电流的波形质量.该方法控制简单,易于实现.仿真和实验结果表明,在带整流性负载情况下,采用该控制方法可以使并网电流具有很好的正弦度,独立运行时输出电压外特性好.     

基于无源阻尼改进的并网逆变器电压背景谐波抑制策略

针对LCL型三阶滤波结构的并网逆变器运行时易发生谐振,且当电网电压存在背景谐波的情况下易受畸变电压影响的问题,从无源阻尼方式入手分析了电网电压背景谐波对逆变器工作性能及并网电流波形质量的影响,推导了LCL型并网逆变器抑制电网电压背景谐波的前馈电压函数,在此基础上将原系统的无源电阻虚拟化,解决了无源阻尼的损耗和散热问题,进而实现系统稳定运行的有源阻尼的谐振抑制方法,通过对单相无变压器Heric结构并网逆变器的仿真实验研究,验证了理论分析的正确性.     

基于PIR调节器并网逆变器电流谐波抑制策略

针对电网电压发生畸变并含有5次、7次谐波电压时,并网逆变器的并网电流就会产生相应的谐波脉动情况,建立了并网逆变器模型,采用了比例-积分-谐振(PIR)控制方法抑制逆变器并网电流谐波。通过Matlab/Simulink仿真理论分析了方法的正确性,最后通过2 k W并网逆变器试验平台验证了理论分析的有效性。     

基于DSP控制可实现谐波抑制的并网逆变器

在研究分布式发电系统并网技术的基础上,以同时实现有功功率输出和谐波抑制为目的,设计了一种新型的DSP控制并网逆变器.该装置采用DSP对电网电流中的谐波进行检测,DSP的运行速度保证了系统具有瞬时性,消除了检测延时对系统的影响,从而实现了对谐波的瞬时检测;同时,通过DSP对检测信号进行处理,最终实现了对逆变器中IGBT的开通控制.给出了有、无谐波两种情况下的实验结果,这种新装置在将有功功率输入电网的同时,对电网中的谐波也有良好的抑制作用.研究结果证明,该装置实现了预期功能,具有较好的稳定性和实用性.     

谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望

公共连接点处谐波电压畸变的原因可能来自负荷本身,也可能来自电网、其他负荷或分布式电源等,因此,需要研究谐波责任划分问题。谐波责任划分主要包括谐波发射水平估计、单母线谐波责任分摊以及配电网多谐波源谐波责任分摊三个研究方向。首先,总结了每个方向现有方法的基本原理和研究现状,并总结了量化背景谐波电压波动的共性问题;其次,基于分布式电源并网条件下的谐波特性,探讨了此条件下合理划分谐波责任的难点,包括背景谐波电压波动更剧烈,谐波责任定义不适用,谐振、不确定性谐波及谐波耦合对责任划分的影响等;最后,对谐波责任划分未来待研究的问题进行了展望。     

一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法

为了简化三相并网逆变器的谐波补偿控制,同时提高并网逆变器对电网背景谐波电压的抗干扰性能,提出一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法,该方法将本地谐波补偿和抗电网背景谐波电压扰动在三相并网逆变器控制中予以统一考虑。所提控制方法可根据控制目标的不同,在谐波抑制和谐波补偿两种模式下灵活切换。谐波补偿模式,在不需要进行谐波电流检测的前提下,可实现对本地负载谐波电流的有效补偿,简化了谐波补偿时并网逆变器的控制操作;谐波抑制模式,可抑制电网背景谐波电压对逆变器输出电流的负面影响,从而提高并网逆变器的抗干扰能力。通过对同步旋转坐标系下控制器到静止坐标系的等效变换,建立了整个控制系统在静止坐标系的频域模型,分析了系统的频域跟踪特性和稳定性。仿真与实验结果证明了所提方法的有效性。     

分布式电源并网逆变器典型控制方法综述

为提高分布式电源的工作性能,加强分布式发电系统的广泛应用,文中介绍了分布式发电系统中并网逆变器的典型控制方法,重点针对双环控制方式进行了详细的分析。总结了外环控制中的恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制方法,内环控制中的dq旋转坐标系下的控制、αβ静止坐标系下的控制和abc自然坐标系下的控制方法,并对各种控制方法进行了分析比较,指明目前并网逆变器控制技术亟需解决的问题,归纳其未来的发展趋势。     

非理想工况下并网逆变器的谐波分析与抑制

为了抑制电网电压畸变、死区时间、直流电压脉动等非理想工况引起分布式电源并网逆变器产生大量的谐波电流,通过对并网电流谐波的机理分析和数学推导,提出了d-q坐标下的PI+双侧重复控制的复合控制策略,并对复合控制策略进行谐波抑制特性分析,同时给出复合控制策略的设计方案。分析结果表明,复合控制策略可以降低波形的总畸变率(THD)和稳态跟踪误差。通过Matlab/Simulink仿真,验证了机理分析的正确性和复合控制策略的有效性。     

单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力有限。为了提高入网电流对谐波干扰的抑制能力,在分析常规电流跟踪控制策略的基础上,提出一种直接控制入网电流的单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略。分析新型谐波阻尼策略中闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计方案。通过频域分析、仿真和实验结果表明,所提新型谐波阻尼策略可有效增强入网电流对电网背景谐波电压和来源于指令信号谐波成分的抑制能力,实现输出高品质入网电流的控制目标。     

电网谐波背景下单相并网逆变器的锁相方法

针对分布式电源接入的配电网因临近非线性负载而含有大量低次谐波的问题,提出了一种适用于单相并网逆变器的锁相方法。该方法的核心是一个由主模块和多个谐波模块组成的交错耦合反馈结构,其中主模块是依据梯度下降法来估测基波幅值频率的锁相环(AFPLL),谐波模块是简单的二阶陷波滤波器(NF)。该复合结构可有效消除传统锁相方法在处理畸变电压信号时存在的稳态误差。分别通过畸变电压锁相实验、相位突变实验、幅值突变实验和频率突变实验,评估了该锁相方法的稳态和动态性能。实验结果表明,所提出的锁相方法不但在电压信号严重畸变时具有较高的锁相精度,而且在电压信号发生突变时也具有较快的响应速度。     

光伏并网逆变器全谐波的统一补偿策略研究

光伏并网逆变器输出中存在的直流分量、谐波、间谐波造成的危害日益严重。将直流分量、谐波、间谐波三者一起定义为全谐波,并基于对其的分析,提出一种光伏并网逆变器全谐波的统一补偿策略。该策略以载波周期为单位对光伏并网逆变器输出电压中的全谐波进行统一瞬时检测,并通过改进并结合重复控制,比例积分(PI)控制,跟踪控制实现对其的统一补偿,通过构造半波负载和非线性负载模拟电网侧影响进行实验,实验结果验证了该策略对直流分量、谐波的单独补偿以及对全谐波的统一补偿的良好效果。     

多并网逆变器与电网的谐波交互建模与分析

当越来越多的并网逆变器连接到电网的同一公共连接点时,逆变器与电网之间的谐波交互作用对系统的稳定可靠运行是一个潜在威胁。根据电路理论,首先对阻抗网络的谐波谐振产生机理进行分析。为建立更加逼近实际并网系统的逆变器输出阻抗模型,提出将死区效应和开关器件非理想特性考虑到模型中来增加其精确性,并以LCL型滤波器双闭环控制系统为例做详细的模型推导。利用提出的输出阻抗模型,对多个并网逆变器与电网组成的分布式阻抗网络进行建模及谐波交互分析。仿真结果验证了所提出建模方法和谐波交互分析方法的正确性和有效性。     

分布式电源并网功率的控制研究

分布式电源(Distributed Generation,DG)并网功率的控制多采用控制并网电流的方式来实现。当电网阻抗变化时,传统比例积分(Proportional-Integral,PI)控制的并网逆变器的系统稳态误差及并网电流总谐波畸变(Total Harmonic Distortion,THD)含量都会增大。基于鲁棒控制理论,本文提出了一种改进型的控制方法,通过合理的设计加权函数,使得在一定的电网阻抗变化范围内,控制系统在基波频率处具有很高的增益,而且具有足够的高频衰减特性。本文分析了电网阻抗变化对传统PI控制的系统稳定性的影响,给出了改进型控制方法的设计原理。仿真及实验结果验证了此改进型控制器的有效性。     

逆变器类低压分布式电源并网一体化装置研究

分析逆变器类分布式低压电网并网一体化装置的研制背景。介绍分布式电源一体化装置的主要功能,包括电能质量在线监测与分析、分布式电源与配电网继电保护、分布式电源数据通信和分布式电源自动控制。按照功能,将并网一体化装置设计为6个模块,即模拟量数字量的采集、电能质量分析与自动控制、电量计量、继电保护、数据存储、数据通信模块。其中,电能质量分析与自动控制模块为该装置的核心部分,采用高精度的采样数据,按照国标对电压波动闪变、电压偏差、电压不平衡等指标进行分析计算,通过相关逻辑判断,自动完成分布式电源的异常告警、故障切除及恢复并网。通过试运行,一体化装置能够简化并网流程,提升分布式电源运行的可靠性。     

多逆变器并网系统开关次谐波改进抑制策略

多逆变器并网在提升可靠性、满足扩容需求的同时,也给电网注入了开关频次的谐波。为此本文提出一种有源滤波与无源滤波相结合的开关次谐波改进抑制策略,该策略中有源滤波由载波移相策略实现,无源滤波由共用元件型LCL滤波器实现,其中滤波器参数由戴维南等效电路角度重新整定以解决多机并联带来的谐振尖峰偏移问题,使其滤波效果与单机逆变系统保持一致,进而从控制精度和经济成本的角度对共用滤波电感和共用滤波电感电容2种拓扑进行对比分析。本文所述改进抑制策略具有所需LCL滤波元件数目少、物理尺寸小,经济成本低;系统谐振尖峰少等优点。最后通过多逆变器并网实验,全面验证了本文所提策略的有效性和实用性。     

电网谐波背景下风电并网逆变器的PRI控制方法

针对分布式发电接入的配电网常常因负荷影响而含有大量的低次谐波问题,分析了分布式发电中电网电压对逆变器并网电流的影响,提出了一种兼具谐波补偿和直流扰动抑制功能的比例谐振积分(PRI)控制器。与传统比例谐振(PR)控制器相比,积分环节的引入有效地提高了控制器的低频增益,特别对直流分量的扰动具有明显的抑制效果。最后在1台50kW的三相三电平并网逆变器上进行了样机实验。实验结果表明,PRI控制器不但可以在稳态时大幅减小并网电流的谐波含量,而且在动态过程中可以迅速地抑制并网电流的直流扰动。PRI控制器非常适合作为分布式发电并网逆变器的控制方法。