光伏并网逆变器输出电压直流分量的瞬时补偿策略

光伏并网逆变器输出电压中的直流分量会给逆变器、电网以及负载带来危害,为此,提出了一种基于重复控制思想的光伏并网逆变器输出电压直流分量的瞬时补偿策略。分析了光伏并网逆变器输出电压直流分量的产生原因。引入重复控制思想,以载波周期为单位检测光伏并网逆变器输出电压直流分量,并将每个载波周期检测得到的输出电压直流分量结果之和作为反馈与输出电压PI控制环一起调整正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)占空比,实现对光伏并网逆变器输出电压直流分量的补偿。实验结果验证了该策略的可行性。     

并网逆变器输出电压直流分量的研究

与独立工作的逆变器相比,并网逆变器不仅要保证低的输出电压谐波畸变率和高效率,而且要求输出电压与电网电压大小、相位一致,更重要的是必须保证有低的进网电流谐波畸变率,以免对电网造成污染.双Buck逆变器类似于半桥逆变器,输入侧分压电容的电压偏差受很多因素的影响.分析了输出电压中的直流分量与分压电容电压偏差的关系以及对进网电流谐波畸变率的影响,并进行了实验验证.     

逆变器输出电压直流分量产生原因与抑制方法

基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的三态滞环控制逆变器。其输出交流电压中通常含有的不能满足要求的直流分量。详细分析了产生逆变器输出电压直流分量的几种原因，介绍了减小逆变器输出电压直流分量的方法。理论分析和试验结果证明：三态滞环控制逆变器输出电压直流分量的变化量与其基准正弦波直流分量的变化量成正比。同时。运算放大器的零点漂移、开关管属性不一致等因素对逆变器输出电压直流分量也有较大影响。     

单相并网逆变器的直流分量抑制策略

为解决并网逆变器的直流注入问题,以LCL型并网逆变器为研究对象,提出一种可抑制直流分量的并网逆变器电流跟踪控制策略。所提策略采用直接控制入网电流的双闭环技术,其中电流外环在常规基波电流控制支路的基础上,增加了一条由积分控制器组成的直流分量抑制支路,在不影响逆变器基波电流跟踪控制表现的基础下,可增大逆变器的直流输出阻抗,抑制直流分量的产生。所提策略实现简单,无需检测输出电流中的直流分量,其直流抑制的机理为在逆变器输出端口串联一个在直流分量无穷大而在交流频率处的阻值有限的虚拟阻抗。通过建模和频域分析证实了所提策略的直流抑制性能。仿真和实验进一步验证所提策略不仅可以实现基波指令信号的无静差跟踪,而且对直流分量具有良好的抑制表现。     

光伏逆变器的调制方式分析与直流分量抑制

单相无变压器型全桥并网逆变器由于体积小、效率高、造价低,被广泛地应用于低功率光伏并网系统中。在双极性脉宽调制方式下,全桥逆变器的共模电压恒定,不产生共模电流。但此调制方式不能消除输出电流的直流分量。为此,提出一种新的控制算法来抑制直流分量的输出。该算法使用2个补偿环节分别抑制由于调制脉宽不对称和并网电流检测误差导致的直流分量,无需增加外围硬件电路,且所增加的环节只占用很少的控制芯片资源。实验结果证明了理论分析和算法的正确性。     

光伏逆变器并网电流直流分量抑制方法研究

通过分析并网电流直流分量与交流电压、电流采样值漂移之间的关系,确定了导致出现直流分量的主要因素;然后利用低通滤波电路实现了并网电流直流分量的分离,通过增加直流分量闭环控制,消除了并网电流的直流分量;同时利用高通滤波器对电网电压采样值进行滤波,在抑制电压采样值漂移的同时,高通滤波器的相角超前特性补偿了电流环的相角滞后,提高了功率医数。最后,通过测试不同负载状态下并网电流的总谐波畸变率(THD)、功率因数及直流分量指标,验证了所提方法的有效性。     

零序和负序电压注入的级联型并网逆变器直流侧电压平衡控制

级联型并网逆变器可以无变压器并入高压电网,并且具有容量大、效率高等特点,对配合可再生能源大规模并网和增强电力系统稳定性具有重要的意义。但级联结构中存在直流侧平衡问题,这严重影响到装置的输出性能和可靠性。针对三相星型结构中的相间直流侧不平衡,在并网逆变器注入零序和负序电压的情况下,推导出其各相有功功率的数学模型并对比功率调节能力,提出一种结合零序和负序电压注入的相间直流侧平衡控制方法及其适用条件,较好地解决了直流侧平衡问题,兼顾了装置性能和功率调节能力。通过仿真和实验验证了该方法的有效性和可行性,实验结果表明,该方法即使在电网电压不平衡的条件下,也可以保证相间直流侧平衡。     

电压控制型并网逆变器瞬时功率降阶控制方法

电压控制型并网逆变器由于其特有的优点,如便于孤岛运行、可脱离锁相环、有利于提高电网稳定性等,受到越来越广泛的关注。针对电压控制型并网逆变器瞬时功率控制需求,文中提出了时间常数与功率幅度可自由调节的有功惯量支持控制与下垂控制。所提算法采用前馈与零极点消除的方式,将原有二阶有功控制系统降阶为一阶系统,从而有效改善了功率控制的动态响应,且由于前馈的引入,有效提高了系统的控制自由度,使得功率调节时间与功率-频率调节幅度可独立设计。实验结果表明所提控制方法可以实现具有良好动态性能的惯量支持及下垂控制。     

电压源型逆变器三角载波电流控制新方法

该文分析了三角载波电流控制传统方法的频率特性和PI调节器中的积分系数取值对该频率特性的影响，如果用一阶惯性环节去近似地模拟逆变器的频率特性，则会有一定的误差。根据对给定扰动进行预先补偿的原理，在反馈控制的基础上，加了对给定扰动（V0和逆变器的输出阻抗）的补偿环节，提出了三角载波电流控制新方法。该方法充分发挥了前馈控制和反馈控制的优点、在跟踪性能方面要比传统控制方法优越。频域特性方面的分析结果和两个典型算例（梯形波和有源滤波）的计算结果都证实了这一结论。而且新控制方法由比例、微分和加法等基本环节构成，这些基本环节比较容易实现，成本也不高。     

电压型PWM逆变器的鲁棒电流控制方法

近年来,电压型PWM（Pulse Width Modulation）逆变器被广泛用于电机控制领域中,由于被控对象的控制性能受电流控制能力的影响,逆变器的电流跟踪控制就显得非常重要了。文章提出了一种PWM逆变器的鲁棒电流控制方法,在负载参数和运行条件变动时,实际电流仍能精确跟踪参考值,参数变动的影响由时变的反馈增益k来限制,反馈增益k由李雅谱诺夫稳定性理论来设计,在线实时计算,以保证系统的稳定性和跟踪性能。     

全数字控制无变压器式单相光伏并网逆变器

研究了一种两级式非隔离式光伏并网方案,前级采用交错并联双Boost电路,后级使用半桥逆变器。分析了无变压器式逆变器的剩余电流问题及半桥逆变器抑制剩余电流的机制。给出了Boost电感和逆变电感关键参数的设计方法。给出了数字方法实现的两级电路复合控制策略及实现方法。重点分析并提出了单定时器交错并联驱动生成策略。试验验证了控制方法的有效性和可行性。     

火电辅机变频器低压穿越直流电压补偿及其控制

针对火电辅机变频器因厂用电压跌落而触发闭锁,造成发电机组停机的问题,设计了基于变频器直流母线电压补偿的辅助穿越装置。辅机变频器采用直接转矩控制,低压穿越装置主电路采用三重交错并联升压变换器结构,在电压跌落期间维持变频器直流母线电压稳定,同时减小输出电流高频纹波。考虑到并联模块参数差异造成的均流问题,提出在传统电压电流双闭环控制的电压外环加入均流环的解决方法,消除环流,使开关管电流应力更为均衡。由于控制系统具有非线性、强耦合的特点,传统PI控制器存在局限性,所以利用模糊控制算法优化PI控制器参数整定,改善其性能。最后用仿真验证了所提方法的有效性。     

三相电压型逆变器的模型预测控制

三相电压型逆变器中常用的模型预测控制算法是电流预测控制算法,存在着大量计算,导致延时问题,为改进传统的模型预测控制算法,利用外推法推算未来参考变量,达到对其进行延时补偿并能避免受控变量出现较大纹波的效果。建立三相电压型逆变器仿真模型,分析三相电压型逆变器负载电流的输出特性。仿真表明:能够准确跟踪参考电流,解决存在的延时问题,验证了算法的有效性。     

基于光伏并网逆变器直流过压故障的暂态分析及故障成因定位

光伏并网逆变器直流电容是交直流功率耦合的关键器件,运行过程中容易发生过压故障且原因不唯一。为了鉴别不同的故障成因,需对逆变器的故障暂态进行研究。首先论述了双闭环控制中相关控制量的演变规律,进而推导在系统失控下,空间矢量脉宽调制的每个载波周期占空比变化的异常情况,揭示变量劣化是非稳态条件下三相电流非预期变化的主要原因。对3种不同因素诱导的变量劣化并最终导致过压故障的工况进行仿真分析和实验验证,并利用虚拟特征量的差异进行故障成因的定位。研究结果表明,所采用的故障定位方法能有效判断故障成因,且无须添加传感器,具有一定的工程应用价值。     

并网逆变器数字化控制算法优化设计

数字控制器存在的固有控制时延会影响并网逆变器入网电流的控制性能,为此提出一种控制算法优化方案,旨在降低控制时延带来的不利影响。首先分析了控制时延以及零阶保持器对比例-积分(proportional-integral,PI)控制器参数稳定域及系统阶跃响应的影响,在此基础上提出采用超前环节来补偿控制时延带来的相角滞后,分析不同补偿参数下的性能差异并选定了最优补偿参数,经过超前环节补偿后的PI控制算法能拓宽PI参数的稳定域以及提升控制系统动态性能。最后,利用Matlab/Simulink仿真平台以及并网逆变器样机验证了所提算法的有效性与实用性。     

基于DSP的逆变器输出电压直流分量软件调偏法

逆变器输出直流分量会对逆变器本身和其负载产生不利影响,必须采取有效措施消除直流分量以保障系统可靠运行.分析了产生直流分量的各种原因,讨论了基准正弦波对双闭环逆变器输出直流分量的影响,通过比较硬件调偏和软件调偏的优缺点,提出了两种新颖的软件调节方法.详细叙述了各自工作原理及实施方法.在一台基于DSP TMS320F281...     

考虑衰减直流分量的动态电压恢复器补偿量的直接检测方法

针对故障信号中的衰减直流分量影响电压补偿量检测的实时性与补偿精度问题,分别利用三角函数周期性的特点以及三角函数与其导数之间的关系提出了滤除衰减直流分量的半周期算法和三点算法,这两种算法可以从故障信号中快速提取出基波分量,再结合瞬时序分量分解环节提取出基波正序电压分量,然后用直接检测算法求出电压补偿量的大小。仿真结果表明,半周期算法和三点算法都具有实现简单、实时性好的特点,适用于动态电压恢复器的实际应用。