基于Z源逆变器的光伏水泵系统研究

提出了一种基于新型Z源逆变器的光伏水泵系统,阐述了Z源逆变器的工作原理及其带直通零矢量的SVPWM控制策略.由于独特的Z网络的存在,逆变器不会因逆变桥臂的误触发而遭到损坏,而且在系统不附加其它升压环节的情况下,输出电压仍可比输入电压高.系统控制方法采用光伏阵列电压和Z源电容电压双闭环控制,通过阵列电压环对光伏阵列进行最大功率点的跟踪,Z源电容电压闭环控制的目的是稳定Z源电容电压,从而对整个Z源逆变器的可靠运行提供保证.     

基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统

逆变器是光伏发电系统的重要组成部分,逆变器结构的选择与设计至关重要。文章从传统逆变器局限性入手,在重点分析了Z源逆变器的拓扑结构和工作原理基础上,提出新型Z源逆变器的拓扑结构,并设计了一种基于新型Z源逆变器的光伏并网发电系统。系统采用高性能DSP作为主控制芯片,研究了一种加入直通零矢量的双闭环控制方案,采用扰动观测法与最小二乘法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,使整个系统更加完善、安全。     

基于无源性理论的光伏储能型准Z源并网逆变器控制方法研究

储能型准Z源逆变器（qZSI）在光伏发电中具有突出优势,有助于减少光伏发电系统中的功率波动。为解决比例微分（PI）控制响应速度慢、超调量大、控制参数多且不易确定等问题,提出储能型qZSI的非线性无源控制方法。首先,对储能型qZSI无源控制系统进行无源性和稳定性证明;然后,依据储能型准Z源的E-L模型,设计无源控制器;最后,通过Matlab/Simulink验证了在光伏光照变化及网侧功率变化时,采用无源控制方法的优越性。与PI控制器对比,设计的无源控制器响应速度更快、控制参数更少,实现了对系统的鲁棒性控制,获得了更好的动态性能。     

应用于光伏并网系统准Z源逆变器的滑模控制策略

针对光伏并网系统可能产生的太阳辐照度变化、系统振荡、抗干扰能力和抗谐波能力不理想等问题,提出电容电压外环采用含有状态变量的积分补偿滑模控制策略以保证Z源电容电压相对稳定,不产生超调和不出现失真;并网电流内环采用改进的切换函数设计滑模控制器,以削弱系统抖振,并网效果得到提高。通过Matlab/Simulink平台建立仿真模型。仿真结果表明,相比PI（比例积分）和PR（比例谐振）控制策略,该方法可增强并网系统的全局鲁棒性,能有效提高系统的动态响应速度和并网电能的质量,且能抑制电网电压的谐波信号。     

准Z源级联光伏并网逆变器功率平衡控制

提出一种基于准Z源级联逆变器功率平衡控制的调制波分配方法,该方法的核心是将系统所需无功功率由某一个级联单元提供,并网有功功率由所有级联单元平均分配,然后按这一功率分配原则生成各级联单元调制波;由于准Z源级联逆变器结构特点,在应用时直通占空比存在一定约束条件,因此基于调制波分配方法,推导出实现功率平衡控制的准Z源级联逆变器的直通占空比约束条件;最后通过载波移相调制控制各级联单元逆变实现并网。仿真与实验结果验证级联单元输入功率不平衡时,该策略能有效保障直流母线电压的稳定和光伏模块最大功率输出,实现单位功率因数并网。     

基于Z源逆变的光伏系统MPPT模糊控制研究

文章介绍了Z源逆变电路的原理,并设计了一种基于模糊控制的MPPT算法,实现了对最大功率快速和精确的追踪。最后,文章利用MATLAB软件对该太阳能独立发电系统进行了仿真,得到了相应的光伏组件的输出特性曲线以及MPPT算法下的最大功率追踪曲线,仿真结果表明,该模糊控制法可实现对MPPT的更好控制。     

论离网型光伏系统的优化设计

离网光伏发电在现阶段的光伏应用中占有重要的市场份额。它与并网系统相比,具有使用灵活等特点,在小型光伏系统中表现的尤为明显。因此,优化并提高离网发电系统的性能,降低其成本具有重要的意义。     

基于光伏逆变器调相的网源协调调控运行技术研究

文章针对光伏并网发电给电力系统的安全性、稳定性和经济运行带来的问题和挑战,探讨了合理的网源协调控制策略.在网源协调管理平台架构的基础上,提出了一种将变压器有载调压开关和光伏逆变器相结合的网源协调控制方法.根据灵敏度信息划分不同的控制域,对光伏和有载调压开关进行协调实现调压.通过仿真验证了网源协调控制方法的优越性,该控制...     

改进型准Z源单相逆变器非线性动力学研究

提出改进型准Z源逆变器,通过集成改进的“倍压单元”提高逆变器的升压能力,减少输出电压的谐波含量。高阶非线性系统参数设计不当会使系统进入次谐波振荡和混沌等状态。针对逆变器非线性行为导致系统参数设计复杂及失稳现象,构建CCM模式下含有二倍频纹波的动力学模型,研究PI控制下的变换器非线性行为,分析不同输入参数和二倍频纹波对系统稳定性的影响,为改进型准Z源逆变器的参数优化和稳定设计提供参考依据。最后搭建1000 W样机验证理论分析的正确性。     

Z源逆变电路及其直通控制策略在光伏并网系统中的应用

针对传统的Z源逆变电路控制方式中需要独立分析升压电路控制因子和并网电路控制因子的问题,先在典型的Z源全桥逆变电路的拓扑结构中实现单桥臂上下管的直通相位控制方式下的开关时序,进而分析了Z源逆变电路的5种模态的工作原理,提出了一种适用于单相光伏逆变系统的Z源逆变电路直通控制方式,就是利用能量传递和傅里叶算法在直通零矢量和输出逆变电压之间建立直接联系。以一台3kW光伏并网逆变样机的测试结果表明,样机PV电压稳定,并网电压电流相位在50%输出功率下基本一致,其谐波含量和功率因数符合要求;同时,还具备一定的过压、欠压动态保护特性,反应时间迅速。结果表明,Z源逆变电路及其直通控制策略在光伏并网系统中的应用效果较好。     

基于碳化硅功率器件的光伏逆变电路设计

摘要： 文中基于对碳化硅（SiC）功率MOSFET器件的理论研究,设计了用于大功率光伏逆变的ZVT PWM Boost逆变器电路。针对基本的逆变器电路结构并结合ROHM公司的SiC功率器件特性,优化了电路中的其他元器件参数。针对逆变器主电路结构以及实际光伏逆变过程中的需求,确定了驱动芯片选型和电路模块的拓扑结构。最后文中使用OrCAD Capture CIS软件对逆变器的主电路和控制驱动电路模块进行模拟仿真,验证了逆变器的功能。所设计的逆变器仿真结果表明,其效率为98.15%,与Si基的IGBT电路相比在效率方面提高了3.15%。     

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。     

基于单相dq变换控制的光伏系统仿真

提出一种基于单相幽变换的光伏系统控制策略,通过将输出电压信号的dq变换值与参考信号的幽变换值进行比较来控制逆变器的输出,实现光伏系统的稳定输出;该策略在选取不同的参考值时能实现光伏系统在并网和独立两种模式下的良好运行。通过Matlab／Simulink建立完整的光伏系统模型,以Meteonorm软件提供的上海地区的气象数据为参考进行一天的仿真,实验结果证明了该控制策略的有效性。     

基于SPWM的小型风电逆变系统的建模与仿真研究

以小型风力发电系统为研究对象,重点研究其逆变环节的设计,通过比较分析,主电路选择高频变压器形式,控制电路采用电压瞬时值反馈控制。利用MATLAB/Simulink软件建立了风电逆变系统的电路模型,给出了基于SPWM(Sinusoidal PWM)电压反馈控制的系统设计与仿真。在突加干扰的情况下仿真模型能很快稳定,具有较强的抗干扰能力,仿真结果验证了系统设计的可行性。在此基础上,完成了基于芯片TL494、IR2110和SG3525A的风电逆变控制系统的硬件设计方案。     

基于S-Function Builder的光伏阵列仿真模型

基于MATLAB/Simulink中的S-Function Builder模块,所建立的光伏组件仿真模型利用C语言将简化的光伏组件数学模型编程,再与其他Simulink模块连接成电路以仿真电路性能。该仿真模型输出结果与户外实测光伏组件电流电压特性曲线比较结果显示出了良好的一致性,最大功率点处误差最大约为1.8%,可满足科研精度的要求。特别是该光伏组件仿真模型还可在Simulink中串联为光伏阵列,并对局部阴影下光伏阵列输出特性进行较好的仿真。     

离网型风力发电机叶片设计方法研究

根据离网型风力发电机实际运行特性,提出根据发电机对蓄电池充电特性曲线、设计叶片的空气动力特性及外形进行叶片设计的新思路,并系统地设计计算了1kW离网型风力发电机叶片。实验结果表明,采用此设计理念可以简化整机的结构、减轻整机重量,所设计的风力机叶片具有低风速运行等特点。     

200kW太阳能光伏发电系统设计实践

在上海临港某大型集团公司综合楼上安装了大型太阳能光伏发电系统.把太阳能光伏发电技术应用到大型建筑中,对于上海这个高楼林立的超级大城市具有普遍的意义.笔者们参加了该工程的设计和施工.本文从上海气象条件、系统总体布局、电气设计及太阳能电池方阵安装设计等方面介绍了该工程的设计实践.     

基于HLA的通信对抗仿真系统的设计实现

利用HLA的设计思想对通信对抗仿真系统的体系结构进行分析,在此基础上建立了通信对抗仿真系统的系统结构框图,并对系统的各功能模块以及主体部分的设计实现进行了分析和研究。     

基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变控制器设计

详细叙述了基于LCL滤波器的单相光伏并网逆变器的电流双环控制策略,并对其稳定性进行了分析。为了减少电网电压波动对并网电流的影响,在控制系统中增加了电网电压前馈控制,并对电压前馈控制器进行了设计。此外,设计了电流内外环控制器的参数,通过仿真对控制系统的性能进行了验证。结果表明,设计的控制器能够有效减小入网电流的总谐波失真(THD),使并网逆变器稳定工作。     

Brushless DC motor drives supplied by PV power system based on Z-source inverter and FL-IC MPPT controller

This paper discusses operation performance of a water pumping system consist of a brushless dc (BLDC) motor coupled a centrifugal pump and accompanying a Z-source inverter (ZSI) fed by a photovoltaic (PV) array, to be improved. Despite conventional double-stage power converters, this paper proposes utilizing a single-stage ZSI to extract the maximum power of the PV array and supply the BLDC motor simultaneously. Utilizing the ZSI provides some inherent advantages such as high efficiency and low cost, which is very promising for PV systems due to its novel voltage buck/boost capability. In addition, in order to precisely perform the maximum power point tracking (MPPT) of the PV array the fuzzy logic-incremental conductance (FL-IC) MPPT scheme is proposed. The proposed FL-IC MPPT scheme provides enough modification to the conventional IC method to enjoy an appropriate variable step size MPPT control signal for the ZSI. Moreover, direct torque control (DTC) is found more effective in comparison with hysteresis current control with current shaping to drive the BLDC motor, because it benefits from faster torque response, reduced torque ripple, less sensitivity to parameters variations, and simple implementation. In the mean time, due to the frequently variations of the PV power generation; delivered mechanical power to the centrifugal pump is variable. Thus, the BLDC motor should be driven with variable reference speed. In order to improve the speed transient response of the BLDC motor and enhance the energy saving aspect of the system, it should enjoy a high quality dynamic response characteristic. Therefore, to realize these purposes, particle swarm optimization (PSO) has been proposed to regulate the proportional-integral-derivative (PID) parameters of the BLDC motor speed controller. The system configuration, operation principle and control methods are presented in detail. Finally, the proposed system was simulated in different operation conditions of the PV array by computer simulations and the effectiveness of the proposed control strategies has been validated by comparative studies and simulation results.