基于MATLAB的单相光伏并网系统仿真研究

分析了一种单相光伏并网发电仿真系统.根据光伏电池的数学模型建立了光伏阵列的仿真模型,采用变步长扰动观察法实现最大功率点跟踪控制,引入电网电压前馈的双闭环控制策略实现并网控制.基于Matlab仿真平台,搭建了系统仿真模型,仿真结果表明光伏电池输出功率能很好的保持在最大功率点,直流母线电压保持稳定,逆变器输出电流与电网电压同频同相,真正实现了并网,提高了电能质量.     

一种新型高增益准Z源逆变器

针对传统Z源逆变器升压能力不足,电容电压应力较高,输入电流断续,高电压增益时直流链电压利用率较低等问题,提出一种新型高增益准Z源逆变器拓扑。该拓扑结构通过在传统Z源网络中串入升压单元,并引入2个电容和2个电感,提高了升压能力和直流链电压利用率,并拓宽了调制比范围。在相同电压增益条件下,相比传统Z源逆变器,有效降低了电容电压应力;直通占空比更小,可降低系统直通状态时的导通损耗,实现了输入电流连续。升压单元级联越多,升压能力越强,调制比范围越宽,电压利用率越高,电容电压应力越低。在Matlab中进行了大量仿真研究,结果证明所提新型拓扑的正确性与有效性。     

一种单相模块式光伏并网系统的设计与实现

为了解决光伏并网发电设备结构零散,工作时间有限和利用率低等问题,本文提出了一种单相分布式、模块化光伏并网发电设计方案。该方案通过电压、电流双闭环控制能够实现逆变器前端直流输入端电压稳定,达到并网要求。另外本文还详细讨论了常见的模块式光伏发电并网系统,这些模块式各有自己的优缺点,但本文提出具有更大的优势。实验结果表明本文所设计的整个装置结构紧凑、维护便捷,具有很大的发展前景。     

光伏并网的控制策略与最大功率点跟踪的仿真分析

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略和光伏电池输出特性与最大功率跟踪是非常重要。该文分析了光伏电池的工程数学模型,根据光伏电源输出特性与交流电源之间功率流动特征,提出了并网控制方案采用电压电流双闭环控制结构方法相结合的单级式光伏并网系统,使光伏电源并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致。此外,针对最大功率跟踪算法的实现和并网控制策略的配合问题进行了稳定性分析,最后通过仿真与实验验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。     

一种新型高增益Quasi-Z源逆变器

为了解决传统Z源逆变器的升压能力不足,提出一种新型高增益Quasi-Z源逆变器。该新型拓扑结构将传统Quasi-Z源逆变器的两个电感用升压单元和改进型开关电感替换得以实现。在Matlab/Simulink下对该新型拓扑结构和传统Quasi-Z源拓扑结构的直流链电压、电容电压和负载电压进行仿真分析对比。结果显示,相比于传统的Quasi-Z源逆变器,该新型拓扑结构性能有了大幅度改善,提高了升压能力,使其可以有更加广泛的应用场合,有效抑制了启动冲击电流,从而避免了启动瞬间逆变器开关器件的损坏。     

具有APF功能的光伏发电并网系统的逆变器控制

为了实现光伏并网发电,同时补偿电网中的谐波,提出了三相光伏并网发电与有源滤波统一控制的方案。文章首先给出一种具有有源滤波(APF)功能的光伏并网发电系统;然后提出PID与模糊神经网络相结合的APF控制策略,其中PID控制器用于保证逆变器电流控制系统的渐近稳定,模糊神经网络控制器用来改善系统的动态性能。最后,利用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,验证了系统的可行性。     

交错并联式并网MATLAB仿真系统研究

对于小型光伏并网发电系统,文中详细分析交错两级式并网系统。直流侧为双重的BOOST升压电路实现最大功率控制,采用扰动观察法实现最大功率点跟踪,并网逆变器的控制策略电压外环电流内环的双环控制,其中电流内环为滞环控制方式,并网逆变器的输出电流跟踪电网电压,实现功率因数为1的并网方式。文中给出了基于MATLAB的系统仿真模型,结果表明光伏电池能较好地实现最大功率点跟踪,电感容量减小,并且逆变后成功并网。     

具有电压尖峰抑制能力的高增益Y源逆变器

针对传统Y源逆变器器件电压、电流应力过高,产生直流链电压尖峰的问题,提出了一种新型Y源逆变器。逆变器的新型Y源结构可有效减小器件电压、电流应力,附加的L、C、D缓冲电路既能提升电压增益,还可有效抑制直流链电压尖峰。分析了改进型Y源逆变器直流母线电压尖峰产生的原因、新型Y源逆变器电压尖峰抑制的原理,并由数学推导证实了新型Y源逆变器存在抑制电压尖峰的工作过程。在器件应力方面将新型Y源逆变器与改进型Y源逆变器的进行对比,证明了新型Y源逆变器的稳态性能。最后,搭建了新型Y源逆变器与改进型Y源逆变器的实验样机,实验所得数据与理论分析相符,证明了理论分析的正确性和新型逆变器的可行性。     

BFC直流变换器在光伏发电系统中的应用研究

光伏发电系统中输出电压随光强变化波动较大,为保证正常并网逆变,需要一种高增益的直流变换器将光伏输出电压提升到常规直流母线电压。这里主要研究一种基于Boost拓扑、Flyback拓扑的升压反激式变换器(BFC)在太阳能光伏发电系统的应用。BFC将Boost拓扑与Flyback拓扑输入并联、输出串联,反激拓扑中的初级线圈电感同时作为Boost拓扑的输入电感,变压器的漏感能量得到了利用。仿真结果表明,新型BFC直流变换器应用于光伏发电系统时,具有提高输出电压增益,减小电压纹波,跟踪效果更好等优点。     

光伏并网逆变器的仿真研究

为了提高光伏发电效率和电能质量,对光伏并网逆变器进行了相关研究,针对光伏最大功率点跟踪问题,对传统的电导增量法进行融合和改进．提出一种改进的电导增量控制算法。该控制算法能够快速精准地跟踪最大功率点;有效改善系统在最大功率点附近的震荡现象;提高了光伏电池的发电效率。在逆变控制方面,采用电压外环、电流内环的双PI环控制,电压外环实现中间直流母线电压的稳定控制。电流内环用于控制输出电流的稳定,两者通过中间直流母线耦合,匹配简单,系统控制具有较好的快速性和稳定性;减少了谐波含量,输出电流具有良好的正弦度,且与电网电压同频同相．因而提高了电能质量。最后用matlab对光伏并网逆变器进行建模仿真,实验结果表明该系统工作稳定．性能良好。达到了预定的设计效果。     

两级式光伏并网发电控制系统仿真分析

阐述了两级式光伏并网发电控制系统的结构及其控制过程,建立了光伏阵列模型和光伏并网发电系统模型,利用光伏阵列模型模拟了光照条件变化时光伏并网系统的输出情况进行仿真分析。实验表明,此两级式光伏并网发电系统能迅速有效地跟踪到光伏阵列的最大功率点,而且能够控制并网电流的波形,使逆变器的输出电流与电网电压同频同相,保证电流输出波形为正弦波。     

5kW光伏并网发电系统及其仿真研究

随着新能源发电的迅速发展,越来越多的可再生能源被转化为电能并通过并网逆变器输送到电网。利用MATLAB仿真工具箱建立了由光伏阵列输出、Boost升压电路、逆变器、控制器、电网等组成的5 kW光伏并网发电系统的仿真模型,研究了光伏并网系统的特性。采用变结构模糊PID控制器实现5 kW光伏发电系统的MPPT;采样电网电压作为逆变器电流的参考信号,利用滞环比较法控制逆变器,实现系统输出电流与电网电压同频同相,功率因素近似为1。仿真结果表明,系统较好地实现了光伏发电系统的MPPT及安全并网,对实际光伏并网系统的设计有参考意义。     

基于PSpice的光伏并网系统仿真研究

采用DC／DC和DC／AC两级拓扑结构对光伏并网系统进行了研究和设计,采用改进的定电压跟踪法（CVT）实现最大功率点闭环跟踪,并将PWM控制器引入并网逆变中,采用三角波比较方式实现SPWM电压逆变和输出电流的波形跟踪与控制,在电压、电流内环的基础上引入功率外环以实现系统前后级功率平衡和能量管理,采用基于PSpice的光伏电池仿真模型对所设计光伏并网系统进行了仿真。仿真结果表明,基于PSpice的光伏仿真模型能够有效地模拟实际光伏并网系统的行为特征,将PSpice软件用于光伏发电系统的仿真是可行的。     

Z-source inverter for motor drives

This paper presents a Z-source inverter system and control for general-purpose motor drives. The Z-source inverter system employs a unique LC network in the dc link and a small capacitor on the ac side of the diode front end. By controlling the shoot-through duty cycle, the Z-source can produce any desired output ac voltage, even greater than the line voltage. As a result, the new Z-source inverter system provides ride-through capability during voltage sags, reduces line harmonics, improves power factor and reliability, and extends output voltage range. Analysis, simulation, and experimental results will be presented to demonstrate these new features.     

电流型Z源逆变器在风电并网中的应用

逆变器是风力发电并网系统的主要部分,而Z源变换器因其具有的诸多优点已成为当今研究的热点。其中逆变器的控制策略是决定系统性能优劣和能否可靠运行的关键。文章在对风力发电并网逆变器系统数学模型分析的基础上,采用三值逻辑SPWM控制方法进行调制,从而设计出合适的逻辑开关方程来控制电流型Z源逆变器。仿真实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能实现单位功率因数校正。     

Z-source inverter for adjustable speed drives

This paper presents a Z-source inverter system and control for adjustable speed drives (ASD). The Z-source inverter employs a unique LC network to couple the inverter main circuit to the diode front end. By controlling the shoot-through duty cycle, the Z-source can produce any desired output AC voltage, even greater than the line voltage. As results, the new Z-source inverter system provides ride-through capability under voltage sags, reduces line harmonics, and extends output voltage range. Simulation results are presented to demonstrate the new features.     

单相光伏并网逆变器无差拍控制的研究与仿真

光伏并网逆变器是光伏发电系统的主要部件,为了达到更好的效率输出更高质量的电能,对逆变器电流进行快速有效的控制尤为关键。该文简单介绍了当前光伏并网逆变器的几种常用控制方法及其基本思想,分析了并网逆变器的工作原理和无差拍控制方法的原理,给出了逆变器脉冲宽度的计算和参考电流的获取方法,通过MATLAB/Simulink软件仿真表明,无差拍控制在单相光伏并网逆变器控制中动态响应特性好,控制方便,电流跟踪电网电压波形好。     

A fast dynamic DC-link power-balancing scheme for a PWMconverter-inverter system

The authors propose a new power converter control scheme for a converter-inverter system. The strategy is to fully utilize the inverter dynamics in controlling the converter dynamics. The authors obtain the power dynamics for both converter and inverter systems, and control the converter power so that it matches the required inverter power exactly. Then, in the ideal case, no power flows through the DC-link capacitors and, thus, the DC-link voltage does not fluctuate even though a very small amount of the DC-link capacitance is used. In forcing the converter power to match the inverter power, the authors utilize the master-slave control concept. They control the DC-link voltage level indirectly through the stored capacitor energy in order to exploit the advantage of the linear dynamic behavior of the capacitor energy. This helps them to circumvent a complex control method in regulating the DC-link voltage. Through simulation and experimental results, the superiority of the proposed converter control scheme is demonstrated     

基于准比例谐振的电流双闭环光伏并网控制

光伏并网逆变器的控制技术是光伏发电系统的关键环节,其中基于电流闭环的矢量控制技术在并网逆变器中应用比较广泛。为了解决同步旋转dq坐标系下解耦控制繁琐、困难等问题,本文研究了一种基于准比例谐振的电流双闭环控制策略。仿真结果表明,在静止坐标系下可以对特定频率(谐振频率)的正弦信号进行无误差跟踪,该方法简单可靠,同时还能有效抑制电网电压的扰动。