一种新型的交错反激微逆变器MPPT和并网控制策略

针对DCM模式运行的交错反激微型并网逆变器,提出了一种新的MPPT和并网电流控制策略.首先根据并网电流与占空比的表达式,给出主开关管占空比调制指令,并提出一种双频率并网控制策略;其次根据已有光伏电池模型,在Matlab上模拟了光伏电池随输出电流交化时的V-I、P-I特性曲线,根据扰动观测法设计了基于并网电流扰动的MPPT算法,将MPPT输出作为并网电流幅值给定,同时实现MPPT和并网电流控制功能;最后在Matlab/Simulink上对额定功率280W、最大功率点电压35.28V、最大功率点电流7.94A、并网电压220V的交错反激微逆变器光伏并网系统进行仿真分析,仿真结果表明该控制策略能够实现MPPT和并网电流控制的功能,具有较高的控制精度和动、静态响应特性,MPPT迅速准确,并网电流波形质量良好.     

并网光伏发电系统暂态特性研究

基于光伏发电系统的物理模型研究,在matlab/simulink中开发了包含光伏阵列模型、光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）模块、DC/DC升压电路和采用电压及电流环控制的逆变系统在内的动态仿真模型,并建立了基于电压型逆变器的暂态数学模型;并通过仿真得到了并网光伏发电系统辐射强度突变和发生短路时的暂态运行特性,为深入研究并网光伏发电系统的暂态特性建立了基础。     

基于DSP控制的光伏并网逆变器最大功率的跟踪问题

在对太阳电池的等效电路及特性曲线分析的基础上．提出了最大功率点的跟踪（MPPT）方法，设计了一套基于DSP（TMS320F240）控制能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器，通过实际测试发现原有逆变器设计在跟踪最大功率点时存在运行不稳定的问题，经过分析提出了改进方案，实验证明改进后的逆变器运行更加稳定。     

双级式光伏并网变换器的控制策略研究

文章针对双级式光伏并网前级Boost变换器,提出了一种具有功率、电压双闭环结构和基于梯度信息的变步长MPPT控制策略,它直接从光伏阵列的功率-电压特性出发,依据梯度信息直接给出最大功率点电压,进而通过电压闭环实现自动寻优,快速实现最大功率跟踪控制。针对后级含有LCL滤波器的逆变器,基于常规矢量控制技术,引入了有源阻尼控制中的电容电流反馈技术,给出了一种含有LCL滤波器的逆变器有源阻尼功率解耦控制策略,能够实现直流侧电压恒定和单位功率因数的并网控制,且在不增加系统损耗的情况下有效抑制系统谐振。建立了10 kW双级式光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明,系统能够快速跟踪光强变化,实现MPPT控制及单位功率因数并网控制,具有良好的动态调节性能和静态特性。     

大功率光伏并网逆变器控制系统关键技术的研究与实现

介绍了大功率光伏并网逆变器的主要技术指标及主电路拓扑,重点分析了大功率光伏并网逆变器控制系统及其关键技术,包括电流环、电压环、最大功率点跟踪MPPT及孤岛检测等。应用这些关键技术设计的500 k W光伏并网逆变器具有优秀的电气性能,并给出了部分试验结果。     

基于电压空间矢量180°解耦的开绕组双逆变器光伏发电系统无功补偿控制

为满足高压大功率光伏并网发电需求,研究了一种新型的开绕组双逆变器光伏发电系统拓扑结构。该拓扑中2组光伏阵列可独立工作在各自的最大功率点,有助于提高光伏系统的发电效率。但在遮挡或组件损坏等因素影响下,2组光伏阵列输出功率不平衡,会导致输出功率较大的光伏阵列所对应的逆变器产生过调制现象,导致并网电流波形变差。该文通过结合开绕组双逆变器光伏发电系统数学模型,介绍一种适用于开绕组双逆变器系统的控制方案来完成各组光伏阵列的最大功率输出,同时提出一种简单有效的无功补偿方案来避免过调制现象的发生。仿真和实验结果验证了所提方案的正确性。     

基于Matlab/Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真

根据光伏阵列的输出伏安特性,建立了光伏阵列通用仿真模型,并在此基础上提出了一种自适应占空比干扰观察法,建立了以Boost电路为核心的仿真模型,通过控制Boost DC-DC变换器实现了光伏阵列的最大功率点追踪（MPPT）,提高了光伏阵列的利用效率。对于三相光伏发电并网系统的研究,本文主要从PQ控制原理入手,在dq坐标系下建立了仿真模型,通过仿真得出PQ控制下的三相光伏发电并网运行特性,证明了仿真模型的正确性和有效性。     

基于双采样的LCL型并网逆变器并网电流间接控制研究北大核心CSCD

在并网逆变器滤波方面,LCL型滤波器比LC型滤波器具有更加优良的高频谐波滤除能力,但是LCL型滤波器的谐振效应也给并网系统的稳定性带来一定的挑战。实际的并网逆变器通常采用逆变器侧电流和电容电压作为反馈进行控制,在分析LCL型并网逆变器结构的基础上,文章提出一种逆变器侧电流反馈控制并网电流和电容电压反馈抑制谐振的并网逆变器控制方案,无需逆变器外部增加电流传感器,给出了精确的并网电流参考值计算方法。实验验证了文章所提控制方案的有效性。     

功率前馈的三相光伏并网逆变器模型预测控制

为加快光伏并网系统的动态响应速度、减小并网电流总谐波畸变率,针对单级式三相光伏并网逆变器的特点,在αβ静止坐标系下提出一种功率前馈的两步模型预测并网控制方法。该方法在传统电压外环中引入光伏阵列输出功率前馈作为电流内环的参考值,使内环电流参考值中包含输入功率信息。考虑到一步预测存在计算延时问题,采用两步预测控制补偿延时。在Matlab中搭建系统仿真模型,并与未采用功率前馈、采用一步预测及传统PI控制方法进行对比分析。仿真结果表明:当外界条件发生变化时,采用功率前馈的模型预测控制可以加快系统的动态响应,快速的追踪光伏阵列的最大输出功率点。与采用传统PI控制相比,电流总谐波畸变率变小。     

太阳能光伏并网发电系统仿真研究

太阳能光伏发电是可再生能源利用的一种重要形式。文章通过研究太阳能光伏发电并网系统的特性,建立了由光伏阵列、逆变器、控制器、电网等组成的太阳能光伏并网发电系统数学仿真模型。仿真系统动态模拟了光伏阵列输出、逆变器控制及发电并网等。模拟结果表明,系统较好地实现了安全并网,对实际光伏并网系统的设计具有一定的参考价值。     

PWM逆变器的建模与双环控制策略

为准确分析有源逆变器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源逆变器输出的基础上采用开关函数法建立了有源逆变器的开关周期平均模型。提出一种前馈加双环控制的控制策略,它的双环控制包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制。仿真结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流。     

Modeling and simulation of three phase multilevel inverter for grid connected photovoltaic systems

This paper presents a control for a three phase five-level neutral clamped inverter (NPC) for grid connected PV system. The maximum power point tracking (MPPT) is capable of extracting maximum power from the PV array connected to each DC link voltage level. The MPPT algorithm is solved by fuzzy logic controller. The fuzzy MPPT is integrated with the inverter so that a DC–DC converter is not needed and the output shows accurate and fast response. A digital PI current control algorithm is used to remain the current injected into the grid sinusoidal and to achieve high dynamic performance with low total harmonic distortion (THD). The validity of the system is verified through MATLAB/Simulink and the results are compared with three phase three-level grid connected NPC inverter in terms of THD.     

Bidirectional energy storage photovoltaic grid-connected inverter application system

A novel topology of the bidirectional energy storage photovoltaic grid-connected inverter was proposed to reduce the negative impact of the photovoltaic grid-connected system on the grid caused by environmental instability. Using the proposed Inverter as a UPS power supply in case of a grid failure, storage electrical energy and regulating the energy delivered to the grid for reducing the pressure on the grid. A new artificial fish-swarm algorithm and variable step voltage perturbation method were presented to track the maximum power point of the solar panels. Analysis was done to reduce the output ripple of the inverter and sinusoidal pulse width modulation (SPWM) was selected to control the inverter. Model simulation was performed using PSpice software to obtain the volt-ampere characteristic curve of the solar panel output. The solar array simulator was used to verify the effect of maximum power point tracking at different light intensities. The study concludes that the maximum power point tracking (MPPT) efficiency of the bidirectional energy storage photovoltaic grid-connected inverter designed was as high as 99.9%. The distortion rate of the grid-connected current waveform was within 2% and the DC current component was less than 0.5%. The output voltage and power were in full compliance with the grid connection standard.     

基于双重约束的光伏逆变器直接前馈阻尼控制研究

针对高比例光伏发电系统网侧变弱潜在的高频谐振问题,提出一种基于输出电流直接前馈的新型阻尼控制方案,并对环路谐振抑制参数整定的全局-局部运行双重约束进行研究。首先,建立光伏多机并网系统数学模型,利用阻抗比判断潜在的高频谐振。其次,对逆变器串电阻环路变换构建等效的输出电流直接前馈控制环路,通过分析不同谐振抑制参数下系统全局高频谐振治理效果及单台逆变器局部运行状态,以全局-局部稳定为双重约束确定了谐振抑制参数可行域,并分析电气参数随运行状态变化下所提方案的抗扰能力。最后,搭建光伏多机并网系统的仿真实验平台验证上述研究的有效性。     

燃料电池功率调节系统的研究

燃料电池电压输出范围比较宽，电压比较低。针对该特点本文设计了DC/DC和DC/AC两级变换的功率调节系统(PCS)。其中DC/DC将燃料电池输出的低压直流电高频变换成高压直流电，变换器为电压单环控制。DC／AC逆变器采用基于电压电流瞬时值反馈的双闭环控制，将高压直流电逆变为正弦交流电。分析了整个功率调节系统的工作原理及逆变器电路参数对稳定性的影响。0．5KVA佯饥实验结果表明整个系统具有电压输入范围宽、变换效率高、输出波形THD小等优点。为开发高效、高功率密度的燃料电池电源系统提供技术基础。     

风力发电的MPPT快速响应控制方法

为了提高风力发电的能量转换效率，根据风车的空气动力特性，要用到最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制方法。作者开发了一种新的MPPT控制方法，和以往的MPPT控制方法相比，主要不同之处是：(1)追踪步长根据风速的变化而变化，即变扰动MPPT控制方式；(2)为了消除逆变器死区所造成的风车功率波动影响，MPPT控制周期和发电机的转速是同步的；(3)电磁转矩对风车转速实行完全控制，即在适当的时候，给风车提供能量使其加速，使风车转速能跟踪快速变化的风速；(4)在MPPT的输出端使用低通滤波器来平滑风车转速控制的指令值。实验结果表明，本方法可以跟踪0．2Hz快速变化的风速，和传统的MPPT控制方法相比，当风速快速变动时，可以显著增加发电量，从而提高了风力发电的效率。     

风力机模拟平台的MPPT快速响应控制方法

作者开发了一种新的MPPT(Maximtm Power Point Tracking，MPPT)控制方法，和以往的MPPT、控制方法相比，主要不同之处是：(1)追踪步长根据风速的变化而变化，即变扰动MPPT控制方式；(2)为了消除逆变器死区所造成的风力机功率波动影响，MPPT控制周期和发电机的转速是同步的；(3)利用电磁转矩对风力机转速实行完全控制，即在适当的时候，给风力机提供能量使其加速，使风力机转速能跟踪快速变化的风速；(4)在MPPT的输出端使用低通滤波器来平滑风力机转速控制的指令值。采用风力机模拟平台的实验结果表明，该方法可以跟踪0．2Hz快速变化的风速，和传统的MPVT控制方法相比，当风速快速变动时，可以显著增加发电量，从而提高了风力发电的效率。     

基于BOOST变换器的小型风力机并网逆变控制系统设计

概述了基于BOOST变换器的小型风力机并网逆变控制系统设计方案。系统由一个H桥并网逆变器和一个BOOST升压斩波电路组成。对并网逆变器采用电流内环和电压外环双环控制,以取得网侧电流的快速跟随性和直流侧电压的抗扰性;对BOOST斩波电路进行功率控制,实现风力发电机的最大功率跟踪。系统采用了根轨迹图解法进行控制器参数设计,并取得了较好的动态控制性能。最后,以1.5kW并网逆变器的试验结果验证了设计的正确性。     

一种新型三相Buck-Boost光伏逆变器漏电流抑制研究

漏电流问题是限制非隔离型光伏逆变器广泛使用的关键因素之一。为解决该问题,提出一种可应用于光伏系统的新型三相Buck-Boost逆变器。首先介绍该逆变器的拓扑结构和工作原理,然后推导该拓扑在任意开关时刻共模电压的表达式,从而研究正弦脉宽调制（SPWM）和系统共模电压及漏电流之间的关系,并通过数学模型分析逆变器的升降压能力。最后通过实验平台对上述方案进行验证,实验结果证明了上述方案的有效性和可行性。     

Input output feedback linearization control and variable step size MPPT algorithm of a grid-connected photovoltaic inverter

In this paper, the power factor of a grid-connected photovoltaic inverter is controlled using the input output Feedback Linearization Control (FLC) technique. This technique transforms the nonlinear state model of the inverter in the d–q reference frame into two equivalent linear subsystems, and then applies a pole placement linear control loops on this subsystem in order to separately control the grid power factor and the dc link voltage of the inverter. Maximum Power Point Tracker (MPPT) that allows extraction of maximum available power from the photovoltaic (PV) array has been included. This MPPT is based on variable step size incremental conductance method. Compared with conventional fixed step size method, the variable step MPPT improves the speed and the accuracy of the tracking.