大功率电机直接起动的逆变器控制模式切换策略

在冲击性负荷下(如短路故障)要保证逆变器可靠地运行,采用两种控制模式:正常情况下,逆变器输出恒定电压,工作于电压控制模式;异常情况下(如短路、冲击性负载),逆变器输出电流恒定,工作于电流控制模式。两种控制模式的切换成为逆变器可靠运行的关键技术之一。常用的切换策略:故障的负载电流值大于电流阈值和故障消除的负载电压恢复到额定电压进行模式切换。但是,为解决冲击性负载下可靠地保护,希望进入电流控制模式的电流阈值较低,而在特定的负载下安全地直接起动大容量电机(电机的起动电流一般是额定电流的几倍甚至上十倍),则希望电流阈值较高。针对二者矛盾,文中利用大功率电机起动与故障工况的差异,再引入电压阈值作为判断条件解决了电机起动误入电流控制模式的问题,两台400kV.A、50Hz的样机实验验证了该策略的有效性。     

不平衡电网下并网逆变器的模型预测电流限幅灵活控制

针对不平衡电网电压下,并网逆变器出现的功率波动和过电流问题,提出了一种并网逆变器不平衡及电流限幅模型预测控制方法。该方法以平衡电流、抑制有功和无功功率振荡为目标来设计电流参考发生器,然后通过功率参考发生器获取功率参考设定值与输出电流峰值阈值的定量关系,用于指导不平衡电网电压下的功率参考设定。在此基础上,利用空间矢量调制原理给出了基于参考电压建立代价函数法的并网模型预测电流控制策略,实现对参考电流的准确跟踪。仿真和实验结果表明,所提方法可以灵活地实现电网电压不平衡条件下的输出电流平衡、有功恒定或无功恒定的控制目标,且能有效限制平衡电流模式、恒定有功模式以及恒定无功模式下的电流峰值。     

带有源缓冲的单级单相电流型逆变器

为了实现单级升压逆变,提出了一种带有源缓冲的单级单相电流型PWM逆变器,及其状态量限定下的输出电压反馈复合单周期控制策略,并对构成这种逆变器的电路拓扑、控制策略、关键电路参数设计、系统建模和仿真等进行了深入分析和研究,获得了重要结论。该逆变器电路拓扑主要由储能电感、有源缓冲电路、电流型单相逆变桥构成,存在三种工作模式和四种电路模态,通过三种工作模式的灵活切换达到限定储能电感电流和缓冲电容电压等状态量的目的,通过前馈储能电感电流和反馈输出电压的复合单周期控制实现输出正弦电压的稳定。1 kVA 100 V DC/220 V 50 Hz AC逆变器的原理实验结果表明,所提出逆变器能实现单级升压逆变,具有输出电压波形质量高、负载适应能力强和动态性能好的优点。     

间接电流控制独立/并网双模式逆变器研究

由于传统的独立/并网双模式逆变器在独立工作模式下控制输出电压;在并网工作模式下控制进网电流,所以在其模式切换瞬间存在两种控制方式的转换,必须采取有效措施,以避免出现输出电压突变,防止对逆变器所接本地负载造成损害。为此,采用间接电流控制技术,以控制并网运行时的输出电流,使逆变器的输出电压在双模式下均处于可控状态,以获得切换过程的平滑过渡,实现无缝切换。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

一种非隔离型双Buck光伏并网逆变器研究

为了抑制非隔离型光伏并网逆变器(NPGCI)的共模漏电流,提出一种非隔离型双Buck光伏并网逆变器(NDPGI)拓扑。首先,使逆变器处于能使共模电压保持恒定的半周期运行模式。接着,对半周期运行模式下NDPGI的运行模态和共模漏电流进行分析。之后,设计了采用滞环电流控制(HCC)的双Buck光伏并网逆变器系统,通过控制逻辑设计使NDPGI实现半周期运行模式。最后,通过实验验证了NDPGI拓扑结构的合理性及其共模漏电流分析的正确性。     

简化型Z源并网逆变器

针对传统Z源逆变器电路体积庞大、启动冲击大、输入电流断续造成直流电压利用率低,提出了一种简化型Z源逆变器拓扑.该拓扑在基本保持传统Z源逆变器升压能力的前提下,减少阻抗网络中高压电容的数量,用二极管为直通状态下的阻抗网络电感电流提供续流电路,减小了电路的体积及设计成本,同时该拓扑不存在启动冲击问题,保证了输入电流的连续.将该拓扑应用于三相并网系统,基于dq坐标系电流解耦及阻抗网络电容电压恒定的原则设计了控制系统.对其稳态输出、并网功率突变、输入电压扰动等情况进行了仿真分析,验证了拓扑的可行性及性能.     

自适应滞环电流控制逆变器复合控制策略

针对传统滞环电流控制下双Buck逆变器功率管开关频率不固定导致开关管损耗大、输出电压中的谐波频率范围广的缺点,采用滞环宽度可以根据逆变器电气参数实时调整的自适应滞环电流控制策略,使得开关频率基本保持固定,且滞环宽度按照2倍输出频率余弦变化.同时在电压外环中采用数字PID控制和重复控制相结合的复合控制策略,减小波形失真,...     

高性能逆变器模拟控制器设计方法

分析表明如果设计方法欠佳，PID控制器不能发挥优良调节能力，使逆变器单环控制系统性能不很理想。该文提出一种基于极点配置的逆变器瞬时电压PID控制器设计方法，使PID控制逆变器动态响应快速、非线性负载情况下输出电压THD低，稳态精度高，系统鲁棒性强。在理论上，从状态空间的角度阐述了此方法使PID控制逆变器系统性能优良的本质。仿真与实验结果有效地验证了理论分析。逆变器瞬时电压PID控制与电压电流双环控制相比，在电路结构、成本等方面更具优越性。     

新型双Buck并网逆变器及其双二阶滑模控制

为了解决双Buck逆变器直流输入利用率低、磁件体积重量大的缺陷,提出一种新型双Buck全桥并网逆变器拓扑,所用器件较少,结构简单;且为使该新型拓扑输出高质量的并网电压和电流,采取以电容电压和电感电流双二阶的滑模控制策略.分析新型拓扑的工作模式和等效电路,给出双二阶滑模控制器的设计过程.仿真与实验结果表明,采用双二阶滑模控制策略下的新型双Buck全桥并网逆变器能够具有很好的动态和稳态性能,且输出的并网电压谐波畸变率小,对直流输入和电网电压扰动的抑制能力强,适应于新能源发电的并网.     

一种新型多电平逆变器在光伏并网系统的应用

传统光伏并网逆变器多采用二电平逆变器,多电平逆变器受其复杂电路拓扑的制约在光伏系统中应用较少.在传统五电平逆变器拓扑基础上,提出一种简化的H桥五电平单相光伏逆变器.该逆变器采用特定谐波消除法调制控制方案,系统并网电流采用模糊PI自整定控制方法,输出电压和电流具有较低的谐波和du/dt,改善了系统稳定性,提高了系统动态响...     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

基于动态滑模控制的并网逆变器控制策略

为了使三相LCL并网逆变器输出较理想的电压、电流,提高逆变器的运行性能,根据逆变器在d/q两相同步旋转坐标系中的数学模型,提出了电流内环的动态滑模控制策略。直接功率外环为电流内环提供参考电流。为消弱抖振问题,电流内环采用动态滑模控制。最后经PSCAD软件仿真验证了该控制策略的正确性和可行性,并且该方法能保证三相LCL并网逆变器在单位功率因数运行,具有应用参考价值。     

直驱式风力发电系统中的并网逆变器

推导了并网逆变器的数学模型,为减小并网逆变器输出电流中的谐波,采用了空间矢量脉宽调制技术。根据并网逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用电网电压矢量定向的矢量控制和d、q轴电流闭环控制,实现了d、q轴电流的解耦控制:d轴电流控制有功功率,q轴电流控制无功功率。仿真和实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

基于双d-q坐标系的并网逆变器控制策略

根据三相并网逆变器的数学模型分析了直接电流控制策略和间接电流控制策略的控制机理。忽略线路电阻时,在单位功率因数情况下,逆变器输出电压d轴分量总等于电网电压峰值,据这一特征提出对逆变器d轴电流分量id单闭环的间接电流控制策略。分析了新方法的并网功率因数受线路阻抗与电网电压检测精度的影响程度,并根据造成功率因数低的原因提出了一种在双d-q坐标下的并网控制策略,将不同的量设定在不同的坐标系中,但双坐标中所有的量仍满足平行四边形法则,实现了单位功率因数并网运行。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的控制效果。     

基于关键因子和辨识技术的光伏并网系统短路电流建模

为了提高光伏并网点短路时光伏系统输出短路电流计算准确性,提出以电压跌落程度n和光伏并网逆变器输出有功p及电网电压正序分量u⁺三个特征量为关键因子,分析推导三个关键因子与光伏并网逆变器输出电流峰值Imax的关系。采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压功率控制策略,基于系统辨识技术,建立光伏并网逆变器输出短路电流模型并辨识其相关参数。运用求和算法,获得近似的光伏并网发电系统输出短路电流模型。基于MATLAB编程软件验证了所建模型的正确性。同时与PSCAD/EMTDC搭建的恒功率控制仿真模型对比分析论证了该模型能较准确反映光伏并网发电系统输出短路电流的大小。     

闭环SPWM逆变器死区时间对输出基波电压的影响

针对瞬时输出电压反馈控制的SPWM逆变器逆变桥臂控制信号死区时间造成输出谐波电压问题,建立了考虑死区效应时的SPWM逆变器闭环控制模型,研究了逆变桥臂控制信号死区时间对闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响。仿真和实验结果表明,对于采用瞬时输出电压反馈控制技术的SPWM逆变器,其输出电压在空载时随着死区时间的增加而增加,负载电流超过临界电流后其输出电压随死区时间增加而下降;其阻性负载时的外特性曲线是一条先下降后上升的曲线。     

整流侧控制方式对特高压直流输电系统换相失败影响研究

特高压直流输电系统发生换相失败时,会引起直流电压和直流电流突变,严重影响直流系统的安全稳定运行。控制系统是特高压直流输电系统的核心部分,其控制方式对系统的输出响应有重要影响。分析特高压直流输电系统换相失败的原因,介绍整流侧的控制方式,建立了云广特高压直流输电系统仿真模型,研究云广特高压直流输电系统整流侧采用定电流控制方式和定功率控制方式对换相失败的影响。仿真结果表明：当逆变侧换流变压器变比K改变时,整流侧采用定电流控制与采用定功率控制相比,系统发生换相失败时的临界变比较大;当逆变侧交流母线发生三相对称接地故障、两相短路故障及单相接地故障时,整流侧采用定电流控制与定功率控制相比,系统不发生连续换相失败的临界电阻较小。整流侧采用定电流控制方式时,对换相失败的控制能力优于定功率控制方式。     

孤岛光伏并联逆变器系统的固定时间模糊反步控制策略

针对孤岛光伏并联逆变器系统存在固有的建模不确定性以及动态性能差的问题,提出一种固定时间模糊反步控制策略。首先,将滤波器参数和输出电流作为未知项,建立含有滤波器参数摄动和输出电流扰动的单台逆变器等效数学模型。其次,将固定时间Lyapunov稳定性原理、模糊逻辑控制理论和反步控制理论相结合,利用固定时间模糊反步控制器逼近系统中的未知项,以改善逆变器的输出电压。然后,基于严格的Lyapunov定理证明所提控制策略下的系统是固定时间稳定的,且稳定时间的上界与系统的初始状态无关。最后,通过两台20 kW样机验证了所提控制策略的有效性。     

有功调频-无功调压的间接电流型并网逆变器控制方案

分析了并网逆变器的数学模型,得出逆变器输出电压的频率和幅值与电网吸收的有功和无功的关系,并基于此关系,提出了一种间接电流控制型并网逆变器控制方案,即在锁相环完成锁相的基础上,通过有功功率闭环调节逆变器输出电压的频率,通过无功功率闭环调节逆变器输出电压的幅值.为保证逆变器相位调节的精度,提出了一种逆变器频率调节算法.仿真...