基于分数阶重复PI控制的并网逆变器设计

针对三相LCL型并网逆变器并网电流中存在周期性谐波以及滤波电路产生谐振尖峰的问题,提出一种基于分数阶相位超前法的重复PI复合控制方案。采用分数阶相位超前设计,克服整数阶相位超前法相位校正精确度不高的问题,保证系统的稳态输出特性;将LCL滤波器中电容并联的电阻进行等效,替代重复控制补偿器中的低通滤波器,简化重复控制器的参数设计;在重复控制器中叠加PI控制,克服了重复控制器动态响应差的问题。通过仿真分析和实验验证,结果表明该方法提高了系统的稳态性能和动态响应速度。     

光储逆变器自适应分数阶重复控制

HERIC逆变器由于其低漏电流和高效率的特点,在单相光储系统中得到普遍应用,但在非单位功率因数调制下考虑多台光储逆变器并联时,采用下垂控制引起的频率波动会导致逆变器输出电压谐波分量增多、波形畸变等问题。针对该问题,此处提出了基于二阶广义积分器的单相锁相环(SOGI-PLL)和相角补偿相结合的方法去改善波形畸变,同时提出了在固定采样频率下,基于拉格朗日插值法的有限脉冲响应(FIR)滤波器的自适应分数阶重复控制策略,来消除加入下垂控制频率波动造成的电压谐波分量。最后,搭建了实验平台对所提出的策略进行了验证,实验结果表明优化后的策略可以改善逆变器输出电压波形畸变并减小电压谐波,提高了电能质量。     

新型频率自适应复合重复控制及并网逆变器应用

电网频率波动时,系统采样频率与电网频率的比值可能为分数。重复控制(RC)的谐振频率将偏离实际电网频率,系统的谐波抑制能力将大大降低。针对该问题,提出了基于有限脉冲响应(FIR)滤波器的频率自适应复合重复控制方案。该方法通过在线调整FIR滤波器的系数实现分数延迟,使RC的谐振频率近似于电网频率,从而实现系统对电网频率变化的适应。最后,仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于重复控制的微电网逆变器控制策略

微电网逆变器有两种工作模式:当电网正常时,微电网逆变器工作于并网模式;当电网发生故障时,微电网逆变器能工作于孤岛模式提供电压支撑。为了微电网逆变器能够在两种工作模式之间平滑切换,提出了针对控制环路切换和相位锁定的优化方法。考虑到微电网逆变器在并网模式下的供能质量会受到电网电压背景谐波的影响。因此,引入了一种与传统重复控制相比具有6倍响应速度的T/6重复控制方法抑制谐波电流。最后通过实验样机验证了所提控制策略的有效性。     

改进重复控制技术在光伏并网逆变器中的应用

基于LCL滤波器的并网VSI系统,在重复控制理论基础上进行改进,提出一种具有频率波动适应能力的控制策略,保证当电网频率波动时依然具有良好的电流跟踪性能。同时系统具有低谐波及高功率因数的优越性能。通过Matlab/Simulink仿真验证了该控制策略的正确性和有效性。     

单相并网逆变器新型奇次谐波重复控制策略

奇次谐波重复控制(ORC)能够有效抑制单相并网逆变器系统低频奇数次谐波。然而,由于ORC内模固有的延时环节,其谐波抑制特性和动态性能仍需进一步改善。为此,提出了一种具有前馈通道的新型ORC(NORC),其在奇次谐波频率处具有更高的增益和更宽的谐振带宽。首先,在分析传统ORC内模的基础上,提出了具有前馈通道的NORC的内模;其次,分析了NORC的控制系统结构和稳定性,以及谐波抑制特性;接着以单相LCL型并网逆变器为例,给出了NORC的参数设计流程;最后,通过实验对比验证了所提NORC策略能够在电网频率波动时更有效的抑制奇数次谐波,并具有更快的动态响应速度。     

谐波补偿重复控制及其在逆变器控制中的应用

提出了一种nl±m次谐波补偿重复控制,以增强重复控制对谐波补偿的选择性。在传统重复控制的基础上对内模加以改进,使得重复控制仅对nl±m次谐波进行补偿,从而无需在实际系统中进行不必要的谐波补偿。该重复控制可以针对不同场合的需求给n和m赋以不同的数值,从而实现对特定谐波的高精度补偿。与传统的重复控制相比,该重复控制具有占用内存数目更少,动态响应更快,误差收敛时间更短的优点,并且提供了一种通用的表达式。最后,将该谐波补偿重复控制应用于单相PWM逆变器的波形控制中,通过仿真实验证明了其正确性和有效性。     

用于并网逆变器谐波抑制的重复-比例复合控制器分析与设计

并网逆变器中比例多谐振控制器能够同时抑制多个频率的入网电流谐波。为了解决传统比例多谐振控制器设计复杂,并联谐振控制器个数有限的问题,该文提出一种基于重复控制和比例控制的新型重复-比例复合控制器,该复合控制器只需要设计少数几个控制器参数。首先,根据重复控制器频域展开式,推导出重复-比例复合控制器可以由重复控制器和比例控制器并联构成;其次,分析新型重复-比例复合控制器的稳定性及参数设计理论依据;最后,以L型单相并网逆变器为被控对象,给出复合控制器的参数设计流程。实验结果验证了该文提出的复合控制器能够同时抑制多个频率的电流谐波,并具有快速的动态性能。     

内置重复控制器的差拍控制在并网逆变器中的应用

无差拍控制的光伏并网逆变器,其存在电流预测复杂问题和控制延时问题,可分别以采用差拍控制和减小控制增益为解决措施,但会使输出电流相位落后于参考电流,为进一步解决相位落后问题,提出了一种内置重复控制器的差拍控制方法,并给出了重复控制器的设计过程。该方法把相位落后视为一种周期性扰动,利用重复控制对周期性扰动的校正作用,通过内置重复控制器来抑制相位落后和电网电压谐波等周期性扰动因素,结合了无差拍控制和重复控制二者的优势。仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。     

LCL并网逆变器改进型重复控制策略

对于采用"比例—积分(PI)+重复控制"的LCL并网逆变器控制系统进行了详细分析,并指出其动态性能仍有待进一步改善并且其补偿函数形式复杂,实现困难。结合零相位误差跟踪控制和干扰观测器,提出了一种改进型重复控制策略。一方面,利用零相位误差跟踪控制原理改善了重复控制系统的动态性能并且其补偿函数设计简单;另一方面利用干扰观测器克服了零相位误差跟踪控制参数依赖性强的缺点。最后,仿真和实验表明,与"PI+重复控制"相比较,所提控制策略在保证稳态控制精度的同时能够获得更好的动态性能,并且同样具有鲁棒性强的优点。     

一种快速重复控制策略在单相逆变电源中的应用

输出电压总谐波失真是逆变电源的一项重要指标,因此抑制谐波失真一直是逆变领域的研究热点。引起逆变系统输出电压谐波失真的扰动信号主要由奇次谐波组成,偶次谐波的含量很小。利用此特点逆变系统,提出一种奇次谐波重复控制方法。建立了被控系统模型,基于性能分析及稳定性设计准则,并结合奇次谐波周期信号发生器,设计了相应的零相移补偿器及辅助补偿器。实验结果表明此方法不但可以有效衰减系统奇次谐波干扰,还可以有效地缩短误差收敛时间,提高系统的动态响应速度。     

基于PI和重复控制三相并网逆变器的设计

采用PI控制与重复控制相结合的复合控制方法对并网逆变器进行控制,可提高系统的动、静态特性,增强系统的稳定性,输出波形的质量得到有效提高。该方法简单,对由于采用定点运算造成的舍入和量化误差不敏感,利于数字信号控制的实现。建立了基于电网电压定向三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)并网逆变器的数学模型,介绍了PI控制器和重复控制器的设计过程,在此基础上研制了5 kVA的样机,实验结果验证了设计期望。     

逆变器的逆传函及其在重复PD控制中的应用

介绍了一种用于单相CVCF逆变器的重复PD控制方法。采用了逆变器传递函数的逆函数来获得足够的稳定性和谐波抑制能力。运用基于W域的频率响应的数字方法设计了四控制器。通过仿真分析和实验研究，该控制方案运用到一台采用TI公司TMS320F240 DSP的400Hz 5．5kW的逆变器上，结果表明该方案可以得到稳态时较小的谐波畸变和突变负载时的快速响应。     

基于复合控制的单相并网逆变器研究

单相并网逆变器并网电流中含有大量谐波,传统的PI控制器难以满足波形跟踪需要,此处采用比例+重复的复合控制算法用于逆变器电流环控制器设计,通过串联校正调整控制对象幅频、相频特性,重复控制器可以提高系统稳态性能,通过比例控制器可以保障其动态响应速度,并给出了复合控制器详细设计方法.搭建了一台单相并网逆变器实验平台,通过实验...     

针对逆变电源的重复控制器设计

重复控制器是改善非线性负载下输出电压波形的一种有效技术。论述了重复控制的基本原理和相应的证明，详细介绍了基于逆变电源的重复控制器设计方法与步骤，并进行了相应的仿真和实验验证。     

基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器设计

为使多功能并网逆变器能够在传输有功功率的同时实现电能质量治理的功能,提出一种基于改进型重复控制算法的内环控制器设计方法。为提高内环控制系统的动态响应能力,改进型重复控制器采用比例控制器与传统重复控制器并联的形式。通过对内环传递函数的分析,提出等效被控对象的概念,将并联的比例控制器等效成系统被控对象的一部分,由此分析了内环系统的稳定性、稳态误差以及动态性能,并在此基础上对重复控制器的参数进行设计。最后,通过仿真和实验验证了所设计的内环控制器能够实现对参考电流的快速精确跟踪,基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器具有优良的电能质量治理能力。     

基于DSP控制可实现谐波抑制的并网逆变器

在研究分布式发电系统并网技术的基础上,以同时实现有功功率输出和谐波抑制为目的,设计了一种新型的DSP控制并网逆变器.该装置采用DSP对电网电流中的谐波进行检测,DSP的运行速度保证了系统具有瞬时性,消除了检测延时对系统的影响,从而实现了对谐波的瞬时检测;同时,通过DSP对检测信号进行处理,最终实现了对逆变器中IGBT的开通控制.给出了有、无谐波两种情况下的实验结果,这种新装置在将有功功率输入电网的同时,对电网中的谐波也有良好的抑制作用.研究结果证明,该装置实现了预期功能,具有较好的稳定性和实用性.     

改进重复控制技术在逆变器中的应用

重复控制是改善非线性负载下输出电压波形的一种有效技术。但在逆变电源中,由于模型的不精确,常规重复控制器设计不适合于电源系统。针对模型的不精确,提出了新型的改进重复PD控制器。首先分析了重复控制器的基本原理,其次给出了改进重复PD控制器设计的具体步骤。该控制运用到一台400 Hz,5.5 kW的逆变器上,实验结果表明,该方案可得到稳态时较小的谐波畸变和突变负载时的快速响应。     

基于比例谐振与重复控制的高性能逆变器研究

在分析单相逆变器结构及比例谐振控制算法基础上,根据逆变器的谐波特点,提出一种比例谐振与重复控制相结合的控制策略.通过重复控制的内模原理抑制逆变器输出波形的谐波畸变,与传统的比例谐振控制相比,重复控制引入能有效提高逆变器输出电压电流波形质量,降低系统谐波总畸变率.实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.