基于模式切换的逆变器与发电机并联控制策略

随着新能源技术的发展,偏远山区、海岛等独立电力系统越来越多地采用新能源发电设备与柴油发电机混合供电方式。针对这类系统中新能源逆变器单独供电、与柴油发电机并联供电的功能需求,以逆变器单独供电时采用电压源控制、与柴油发电机并联时采用电流源控制为基础,提出基于逆变器控制模式切换和柴油发电机准同期并联相结合的控制策略,解决逆变器与柴油发电机并联过程的控制问题,电磁暂态时域仿真和1∶1样机物理实验验证了该控制策略的有效性。     

基于平均功率控制的中频逆变器主从并联系统研究

在航空航天等特殊应用领域里通常需要电源系统提供高质量、高可靠性的400 Hz中频交流电源输出,而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电,是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先,对逆变器主从并联系统的整体结构进行分析和设计以实现良好的信号传输和冗余控制;其次,针对单台中频逆变器模块,采用了基本PR控制器的电压电流双闭环控制策略以改善其输出特性;随后,对基于平均功率控制策略的逆变器主从并联系统进行系统分析,并在从机控制系统里引入虚拟阻抗以改善其输出特性;最后,通过仿真和实验验证逆变器并联系统结构和控制策略的可行性。     

一种改进的中频逆变器并联控制系统

逆变器并联被越来越多地用于提高电源系统的容量、可靠性等性能.针对中频逆变器并联系统对相位要求比工频系统严格得多的特点,提出了一种基于传统下垂法的改进型并联控制策略.系统中应用了相位同步线来提高相位的同步性能,并采用相位容差控制提高系统的动态性能.仿真和实验结果验证了此控制策略的可行性.     

基于自适应虚拟阻抗的牵引辅助逆变器并联控制

针对传统下垂并联控制法因各列车辅助逆变器线路阻抗不一致导致系统环流较大、功率分配不均及负载电压跌落问题,提出一种基于自适应虚拟阻抗的下垂并联供电控制策略。详细分析列车辅助逆变系统传统下垂并联控制策略及辅助逆变器输出阻抗对系统性能的影响,采用自适应虚拟阻抗对列车辅助逆变器并联供电系统中各模块输出线路阻抗进行调整,使其接近一致,抑制因线路阻抗差异导致的并联供电系统环流,实现功率均匀分配的有效控制。以电压跌落补偿方法解决因线路阻抗及虚拟阻抗引入导致的负载电压跌落问题,并最终设计列车辅助逆变器并联系统双闭环解耦控制结构,实现系统中电容电感元件的解耦控制。仿真和降功率实验系统测试表明,所提控制策略具有有效性与可行性。     

并联逆变器馈电PMSM调速系统谐波和环流控制

针对大功率场合下并联逆变器馈电永磁同步电机( PMSM)调速系统中存在的环流问题和电机电流谐波性能差的问题,提出一种并联逆变器馈电永磁同步电机控制策略来协调控制不同并联逆变器模块实现电机总电流波形优化,并有效地抑制并联逆变器模块间环流。分析并联逆变器馈电PMSM调速系统的电路结构及并联逆变器环流的等效电路模型,提出针对并联逆变器PMSM调速系统的移相空间矢量脉宽调制( SVPWM)技术和随机SVPWM技术,并通过在SVPWM中动态分配零矢量作用时间来抑制各逆变器模块间的环流。仿真和实验结果均验证了所提出的控制策略的有效性,采用移相SVPWM和随机SVPWM策略可改善电机电流的谐波性能,采用环流抑制环节后可以有效地消除电路中的环流。     

光伏并网逆变器并联运行的预测控制研究

以逆变器输出端电压为切入点重新推导了并联功率理论,提出新的下垂控制策略。将光伏逆变器并联系统的下垂控制与三相光伏并网逆变器的模型预测控制相结合,由下垂控制部分实现并联逆变器输出有功、无功功率对其输出电压幅值及相位控制,并以此作为预测控制的参考电压信号,经优化后,选择最优控制量作用于三相光伏逆变器。实验结果表明,在空载投入负载,部分动力丢失情况下,该控制策略均能较好地实现对并联系统负载功率的均分及对各并联光伏逆变器的优化控制。     

基于有效零矢量脉宽调制和PR控制的并联零序环流抑制

共直流母线的逆变器的并联会产生零序环流,导致逆变器三相电流不平衡、输出电流失真、系统损耗增加等问题。针对逆变器的并联零序环流问题,文中基于逆变器并联的零序环流等效模型,分析了逆变器的并联零序环流产生机理、组成成分。在上述基础上,研究了一种基于有效零矢量脉宽调制和比例—谐振(PR)控制的逆变器并联零序环流控制策略,该策略通过利用非零矢量来替换零矢量,以减少高频零序环流,通过采用PR控制的零序电流闭环控制以抑制低频零序环流。该策略具有直流电压利用率高、零序环流小的优点。实验结果验证了所述方法的有效性。     

微网中三相逆变器类功率下垂控制和并联系统小信号建模与分析

基于公共节点电压的逆变器并联功率理论在微电网系统应用中存在局限性,本文以逆变器输出端电压为切入点重新推导了并联功率理论,提出一种基于＂类功率＂的无互联线并联下垂控制策略。依据＂类功率＂定义,建立了新型控制策略下的并联系统小信号数学模型。通过数学模型建立系统传递函数,依据自动控制原理分析下垂参数的变化对三相逆变器并联系统...     

400Hz中频单相电压源逆变器的输出控制及其并联运行控制

中频电源由于其较高的输出频率，要想得到较好的输出电压波形和较大的输出功率，则比工频逆变器的控制更加困难。针对400Hz中频逆变器的特点，给出了一种带幅值环的双闭环单相逆变器控制策略，得到了很好输出波形。并提出了一种介于有线和无线并联控制方法之间的共享同步信号的外特性下垂控制方法，以及用于消除直流环流的直流偏置电压下垂方法，将上述方法应用于中频逆变电源的并联运行控制，取得了很好的均流效果。介绍了该方案的理论依据，并搭建了两台1.5kW的实验样机，实验结果证明了该方案的有效性。     

考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究

针对传统微网并联多逆变器运行控制策略仅能在某种程度上抑制系统中的环流,抑制后的环流仍然比较大的问题,提出考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究。首先,建立微网并联多逆变器模型;基于微网并联多逆变器模型,计算微网并联多逆变器输出有功功率和无功功率;根据计算出的数据,提出改进后的下垂控制方法,对系统进行控制,以减小系统的环流值,控制微网并联多逆变器稳定运行。仿真实验结果显示,在存在环流干扰条件下,当有功功率和无功负载出现变化时,采用所提方法对微网并联多逆变器进行控制,其输出功率和输出频率会随着有功功率和无功负载的变化而产生相应的变化,实现了微网并联多逆变器稳定运行,说明该方法在微网并联多逆变器稳定运行控制研究方面有一定的参考价值。     

基于瞬时功率均分的中频逆变器主从并联控制系统研究

为了满足中频交流供电电源大容量、高可靠性的需求,本文提出一种基于瞬时功率均分的逆变器并联主从控制方案。首先,基于三相T型三电平中频并联拓扑搭建单机大容量中频逆变器,采用改进型LCL拓扑抑制系统高频环流、共模电压,并提出瞬时功率均分主从控制策略实时均分主/从机有功、无功功率减小系统环流;其次,分析并建立了一套完整、可靠的通信系统,以实现功率信息和载波同步信号的稳定、快速传输从而实现主从并联控制;最后,通过Matlab/Simulink对所提方案进行了仿真分析,并搭建125kW双机并联实验平台验证该控制系统的可行性。     

并联三相并网逆变器环流的控制

并网逆变器是直流电能与交流电能之间的接口,而逆变器的并联运行能够增大系统的容量。并联运行的逆变器可能会引起潜在的零序环流,环流的控制是并联运行逆变器设计中的一个重要目标。在并联逆变器平均模型的基础上建立零序环流的模型,采取变零矢量的控制策略以控制环流。Matlab平台上的仿真结果表明了此方法的有效性。     

微电网中基于公共负荷侧电压的改进下垂控制

针对多逆变器并联的微电网系统,以均匀分配各逆变器无功功率,减少各逆变器输出电压降落为目标,文章对改进传统下垂控制方法展开了研究。首先在分析了传统下垂控制方法分配逆变器无功功率不均匀机理的基础上,提出了一种引入公共负荷侧电压反馈的下垂控制方法;然后小信号分析方法对该策略进行建模,为系统参数设定提供了理论依据;最后通过MATLAB仿真来验证本文的控制策略,仿真结果显示,在不影响有功负荷在分布式电源间分配的情况下,能够改善分布式电源间无功出力的分配关系,提高微电网的供电质量。     

基于分频虚拟电阻的多逆变器并联控制策略

针对低电压微电网中带非线性负荷的多逆变器并联系统,提出了一种分频虚拟电阻的多逆变器并联控制策略。对每个逆变器的输出电流采用带通滤波器进行分频,得到各次谐波电流;通过将各次虚拟电阻分别引入到逆变器输出的各次谐波电流反馈环中,得到各次指令谐波电压,从而对电压控制环进行修正。该方法既可减小逆变器在各次谐波频率下的等效输出电阻,也能分担各次谐波功率,有效地改善了各并联逆变器输出电压质量。通过改进阻性逆变器的功率下垂控制策略,提高了多逆变器并联的功率均分精度和动态响应速度。仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性。     

电压电流双闭环反馈逆变器并联控制

对电压电流双闭环反馈控制单相逆变器的输出特性进行了研究,给出了单相逆变器并联系统的等效模型,分析了并联系统中电流环流与逆变器基准信号幅值和相位的关系,并在此基础上提出了一种通过对逆变器输出电流进行有功、无功分解,然后对基准信号的幅值和相位进行解耦控制的逆变器并联控制策略.针对单相逆变器的有功、无功电流分解问题,通过构造三相对称电流,运用瞬时无功理论对输出电流进行有功、无功分解,从而得到输出有功电流、无功电流并给出电流分解的实现框图.基于上述原理研制了实验样机,实现了2台2 kV·A逆变器的并联运行控制,实验结果验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于下垂特性控制的无互联线逆变器并联动态性能分析

对于无互联信号线逆变器并联系统,采用传统有功和无功功率下垂控制法往往会引起动态性能的问题。该文在传统下垂法中额外加入瞬态下垂分量,并且稳态下垂分量采用了旨在减小连线阻抗影响的并联控制策略,使多逆变器模块的电流均分能快速达到稳定。运用小信号建模分析表明控制方程系数的匹配能较大的影响瞬态响应,合理的参数设计有利于动态性能的提高。采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)实现全数字化逆变器并联系统设计,实验结果表明所提出的方案能有效提高无互联信号线逆变器并联系统的动态性能。     

容性等效输出阻抗的逆变器并联控制研究

并联逆变器的等效输出阻抗一般设计呈感性、阻性及阻感性。通过合理的控制方法和合适的参数设计,在以上三种等效输出阻抗形式下,均可实现微网中的多逆变器并联控制。为进一步寻求更优的并联控制策略,建立了两台逆变器并联运行系统模型,通过引入虚拟阻抗,将逆变器输出阻抗设计呈电容性,推导出了容性等效输出阻抗条件下的下垂控制算法,提出了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略。通过仿真分别对比了容性和感性、阻性等效输出阻抗条件下的功率均分特性,结果表明,容性等效输出阻抗条件下的多逆变器并联运行系统具有更好的性能。通过两台额定功率均为2k VA的光伏逆变器并联系统平台验证了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略的正确性。     

中频电源并网运行直流支撑电容安全性研究

中频电压源型逆变器并联运行时,IGBT内部并联二极管在逆变器启动前实际上做整流器运行,直流支撑电容有可能在充电过程中损坏。对比工频逆变器,分析了中频逆变器并联的特点,建立了系统简化模型,从理论上分析了并联电抗,直流电压利用率与滤波电容对直流支撑电容安全的影响,并通过Simulink仿真模型对理论分析进行验证,最后提出了保护支撑电容的措施。     

基于阻抗重塑的多并网逆变器并联系统谐振抑制方法研究

多并网逆变器并联系统存在并联谐振问题,且会受到电网阻抗和并联逆变器台数影响导致并联谐振频率点偏移,给该并联系统的控制及稳定运行带来一定的难度。建立了多并网逆变器并联系统的阻抗模型,并根据阻抗重塑原理,采用基于虚拟阻抗的全局谐振抑制方法,通过在公共连接点并联额外的电力电子装置,实时检测公共连接点处谐波电压,采用基于变换器侧电流反馈控制策略,产生一定大小且和谐振频率相关的虚拟阻抗,实现对电网阻抗的重塑以抑制并联系统的谐振。该方法在不改变各个逆变器原有控制策略的情况下,既可以抑制并联谐振,又可以提高整个系统的稳定性。最后,通过仿真验证所研究全局谐振抑制方法的正确性与可行性。     

组合式三相逆变器并联控制技术研究

为减小逆变器并联系统中的环流,此处分析了一种无功闭环调压、有功闭环调相控制策略.建立了两台组合式三相逆变器并联系统的数学模型,基于逆变器输出有功和无功的表达式,在频域中设计了两个控制器的参数,建立了两台10 kVA原理样机,实验结果表明该并联控制策略可有效地抑制环流.该三相逆变器拓扑及并联控制技术可推广应用到大功率逆变...