一种改进型MPPT控制的光伏发电及其并网逆变器的研究

光伏电池输出特性曲线方程是光伏发电理论研究的基础,首先建立光伏电池工程用数学模型,然后为了能够更有效地提高光伏发电系统的最大输出功率,在传统电导增量法的基础上提出了一种改进型的MPPT算法,经过验证此方法不仅能够有效提高跟踪速度和精度,而且可以较好的抑制系统在最大功率处的波动.并网的光伏发电系统,由公网系统提供电压支撑,所以可以采用P-Q控制方式的逆变器使其输出恒定的有功和无功功率.整个控制系统包括3个环节,分别是MPPT环、并网逆变器的电压外环和电流内环,MPPT环可与电压外环和电流内环相互独立,即升压电路与逆变电路分别由2个控制器独立完成.     

基于电流前馈解耦PWM的电动汽车阶段充电仿真

电动汽车的充电系统性能取决于整流和充电控制环节,其充电效率及稳定性对电池的寿命、电池容量产生很大的影响.为了提高整流电压输出的稳定性和电池的充电效率,其整流模块采用电流前馈解耦PWM,该方法通过电压外环和电流内环控制以减少整流中的谐波分量并稳定输出电压.针对充电模块控制策略则采用阶段性充电方式即先用电流单环控制的恒流限压充电,当达到设定的电压值后转为恒压限流的双闭环控制充电方式.运用Matlab/Simulink实现电动汽车蓄电池充电模型,并与单一的恒流、恒压两种充电控制策略进行对比.由仿真结果可知,电流前馈解耦PWM整流电压稳定性优于电压型PWM.此外,也验证了阶段性充电控制充电方式对蓄电池的影响较小,具有充电效率较高的优越性.     

两级式光伏并网系统建模及关键环节的设计

搭建了两级式光伏并网系统模型,研究其控制策略,分析光伏并网的关键技术环节。前级首先采用DC/DC升压环节,并配合MPPT(最大功率点跟踪)装置来提升光伏系统的工作效率。对传统的MPPT算法进行了改进,采用了与遗传算法相结合的电压干扰观测法,即使外界环境剧烈变化,该算法都能对最大功率点进行准确跟踪控制。后级逆变环节采用单相桥式逆变,利用PLL(锁相环)实现并网电流和电网电压同相位,针对电网电压会对并网电流造成干扰,提出了电网电压前馈补偿控制。最后利用MATLAB软件中simulink模块对模型进行仿真验证,证明了方法的可行性。     

用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

两级式三相光伏并网系统的MPPT控制策略

基于Matlab／Simulink仿真建立了两级式三相光伏并网系统,以研究最大功率点跟踪（MPPT）控制策略．前级DC／DC变换器采用扰动观察法实现MPPT,后级逆变电路采取电压外环、电流内环的双闭环PI控制,以稳定直流母线电压,实现网侧电流的跟踪控制．仿真结果表明,采用的MPPT控制策略具有良好的动态响应性能,且能较好地稳定直流母线电压．     

超级电容器恒压充电的控制策略研究

采用超级电容器电压外环、电感电流内环的双闭环控制策略,以提高超级电容器充电控制系统的可靠性,首先利用状态空间平均法建立以BUCK变换器为主电路的超级电容器储能系统的小信号线性模型;然后,基于MATLAB/SIMULINK仿真工具箱构建了完整的超级电容器储能系统仿真模型,并对单闭环充电控制方式和双闭环充电控制方式下的超级电容器电流和电压波形进行了仿真分析. 结果表明两种充电控制方式下,超级电容器的端电压都能达到预期的稳定电压12 V,但单闭环控制方式下的充电电流高达120 A,远远超过预期的稳态电流12 A,而双闭环控制方式下的最大充电电流可控制在18 A以内,稳态电流为预期的12 A,为超级电容器充电控制提供了新的思路.     

基于DSP的CO2气体保护焊控制系统研究

针对CO2气体保护焊易产生飞溅、成形差等问题,设计了一种基于DSP的全数字化CO2焊机系统.该系统以TMS320F240微处理器作为控制核心,采用电压控制为外环,电流控制为内环的双闭环控制系统,并在电流环中采用自适应神经网络与PI控制相结合的控制算法,实现了对CO2焊接短路电流增长率di/dt,以及缩颈过程的有效控制,减小了焊接过程中的飞溅,改善了焊缝成形.     

逆变器电压电流双环控制设计及研究

在三相逆变器系统中,设计了电流内环、电压外环PI-PI控制器.根据逆变器及其控制系统的结构建立了双环控制系统简化数学模型,确定了传递函数.引入工程算法设计了电流内环,用bode图、阶跃响应优化了电流内环和电压外环的设计参数.将PI-PI控制系统置于Matlab/Simulink中进行时域仿真,对比分析了该控制系统与P-PI控制系统的性能.结果表明,所设计的PI-PI控制系统提高了逆变器系统稳态性能,改善了电压质量,限制了短路电流大小.     

基于电流反馈控制的 DC/DC 升压变换器

目的　克服非最小相位特性对控制器设计的影响.方法　将DC/DC升压变换器的输出电压控制问题转化为对电感电流的控制,并采用了串级结构的电压和电流控制器.控制器的外环采用PI控制算法,以电容电压为被控量;内环则采用非线性输出反馈控制算法,以电感电流为被控量.结果　DC/DC升压变换器的仿真结果表明,上述控制方案是可行的.结论　该种结构的控制器不但可使被控系统获得良好的动态特性,而且对负载电阻、电容、输入电压等参数变化有着很强的稳健性.     

基于电流反馈控制的DC／DC升压变换器

目的 克服非最小相位特性对控制器设计的影响。方法 将DC/DC升压变换器的输出电压控制问题转化为对电感电流的控制，并采用了串级结构的电压和电流控制器，控制器的外环采用PI控制算法，以电容电压为被控量，内环则采用非线性输出反馈控制算法，以是电感电流为被控量。结果 DC/DC升压变换器的仿真结果表明，上述控制方案是可行的。结论 该种结构的控制器不但可使被控系统获得良好的动态特性，而且对负载电阻、电容、输入电压等参数变化有着很强的稳健性。     

基于Boost电路单相两级式光伏并网发电系统的研究

传统上光伏并网发电大都采用工频或者高频变压器,但他们都有一些缺点。而非隔离型两级式光伏并网逆变器的应用可以尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本,前级boost电路不仅能够提高最大功率跟踪(MPPT)的精度,而且又能使网侧逆变器较好的控制直流母线电压。后级逆变主要作用是实现对电网的跟踪控制确保逆变电路输出稳定、高质量的正弦变流电,因此采用电压外环、电流内环的双闭环控制。这种控制系统前级的最大功率点跟踪和后级的并网是互不干扰、相互独立的,不仅提高了系统控制可靠而且更有利于系统的模块化设计与集成。在Matlab/simulink建仿真模型,证明了该逆变系统的可行性并且达到了并网的要求。     

单相并联型APF双环控制技术的仿真研究

分析了系统谐波的危害,提出了有源电力滤波器抑制谐波的有效性,以单相并联型有源电力滤波器为背景,介绍了其工作原理并建立数学模型。详细分析了基于电压外环电流内环的单相并联型有源电力滤波器双环控制系统,并给出了电压外环以及电流内环PI控制参数的具体设计过程。最后通过MATLAB仿真对所设计的系统控制参数进行了验证。仿真结果表明,该种基于电压外环电流内环的双环PI控制器的单相并联型有源电力滤波器能保证直流母线电压的稳定,并对中低频带的谐波进行有效的补偿。     

电力电子变压器输入级LCL滤波研究

提出了一种改进的电力电子变压器,输入级采用LCL滤波.LCL滤波器是3阶系统,自身存在谐振的可能,在获得较好滤波效果的同时,也降低了系统稳定性.因此提出了原边侧采用直流电压外环、网侧电流中环、电容电流内环的三闭环控制策略.另外,详细介绍了所提出的三闭环控制策略的电力电子变压器系统各部分工作原理,并基于Matlab/Simulink建立了仿真模型.仿真结果验证了该方案的有效性.     

考虑直流侧CLC滤波的三相PWM整流器输出阻抗特性研究

PWM整流器能够实现AC/DC变换,既能为直流负载提供稳定的直流电压,又能控制交流侧电压电流同相位,实现单位功率因数;然而,一旦直流负载呈现负阻抗特性,系统可能出现震荡风险,影响系统稳定性.因此需要对其稳定性进行分析.CLC滤波电路对抑制三相PWM整流器直流侧纹波有一定作用,文中通过小信号建模方法推导出了考虑CLC滤波的PWM整流器直流侧输出阻抗,并通过扫频法验证了阻抗模型的准确性,并且分析了滤波参数、交流侧电感、电压外环比例系数和电压外环积分系数对阻抗的影响,当增大电压外环比例参数时,可以降低阻抗中频段幅值进而提高级联系统稳定性.     

无大容量电解电容式单相光伏并网系统

提出一种基于功率向量补偿的控制方法。结合直流母线电压外环、电网电流和补偿电感电流内环的控制结构,在普通单相光伏并网系统拓扑基础上增加一对开关管与一个补偿电感,使补偿电感上的二倍频功率向量与原有的直流母线上二倍频功率向量大小相等、方向相反,减小直流母线二倍频功率波动,直流侧可以用小容量的薄膜电容代替大容量电解电容。仿真结果表明使用该方法能显著减小直流侧电容值。     

三相VSR新型双环控制策略研究

建立了三相电压型PWM整流器在d—q坐标系下的非线性数学模型．通过非线性输入变换和引人交、直流侧的功率平衡方程,推得三相电压型PWM整流器的线性化数学模型;并设计了双闭环控制系统,电压外环为非线性PI控制,电流内环为反馈线性化控制．仿真结果表明,基于该控制方案的系统具有较好的动态特性和较强的鲁棒性;控制系统全局稳定,输出直流电压无稳态误差．     

三相电压型PWM整流器主电路的设计与仿真

给出了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型．选择固定开关频率的直接电流控制策略,采用电压外环和电流内环双闭环控制结构,按此方法给出了电压和电流PI调节器设计的方法,同时给出了交流侧电感和直流侧电容取值的设计．在MATLAB的SIMULINK环境下建立系统的仿真模型,仿真结果验证了主电路参数设计的正确性．     

电动汽车光伏充电站光伏电源并网控制仿真研究

着重于光伏电源并网控制的研究,介绍了光伏电池模型、光伏电池最大功率点跟踪控制,以及电压电流双环解耦控制,并建立了光伏电源并网模型系统.仿真结果表明,系统具有较强的抗干扰能力和很好的动态响应特性,能满足并网要求.     

基于改进MPPT算法的光伏并网控制策略研究

研究了光伏并网发电系统的控制策略,并进行了一定改进.结合恒定电压跟踪法与增量电导法两种控制方法,提出了一种改进的最大功率点跟踪（MPPT）算法.当外界环境变化时,通过直接控制直流斩波器开关占空比,以达到快速准确的功率跟踪效果.系统通过双闭环并网控制,使并网逆变器在保持并网电流质量的同时更好地控制直流电压.在MATLAB/SIMULINK软件平台上搭建光伏并网发电系统的仿真模型,并验证了改进的MPPT算法及并网控制策略的有效性.