基于下垂特性的逆变电源并联控制

多模块冗余并联的逆变电源系统可提高供电的可靠性且可灵活地配置供电容量,由于诸如传统的主从式并联和分布式并联方式均存在互联信号线,而容易引入干扰且存在一旦公共电路或互联信号故障将可能导致整个并联电源系统故障的风险。针对上述问题,研究了一种基于有功调频,无功调幅的电压幅值和频率协调下垂的无互联线并联控制方案,分析了这种方案的原理,研究了根据电压幅值、频率及主电路参数确定电压幅值和频率下垂系数的方法,并给出一种数字化的有功功率和无功功率检测方法。经软件仿真和实验验证得出:所采用的基于电压幅值和频率协调下垂的无互联线并联控制方案和检测算法可以在并联模块间实现良好的功率和电流均分。     

光伏并网发电系统的DSP控制与实现

叙述了应用DSP控制光伏并网发电系统的原理和方法。DSP通过对并网系统交流侧两相电流，并网系统直流侧电压的采样和电网侧电压频率与相位的检测，运用瞬时无功功率理论，得出解藕的有功电流和无功电流分量，分别对有功电流和无功电流进行带PI调节的闭环控制，从而向电网输出有功功率和进行无功补偿。实验结果验证了用DSP控制的光伏并网发电系统是有效的和可行的。     

低压微电网下垂控制策略研究

在孤岛模式时通过把逆变器等效输出阻抗设计成近似感性的前期条件下采用频率/有功、电压/无功的传统下垂控制法,但由于输出的无功与线路阻抗有关而各逆变器位置分散使连接线路阻抗存在差异,故难以实现无功功率的合理分配。本文分析传统下垂控制原理,并通过虚拟电抗法把逆变器的等效输出阻抗设计成近似感性,在此基础上采用一种改进下垂控制策略。该策略通过调节下垂控制中的参考电压来大致补偿线路阻抗差异上的电压降落,同时配合一个动态下垂系数来代替传统的固定下垂系数动态调节输出的无功功率,从而改善微电网无功功率输出的分配精度抑制系统环流。最后通过MATLAB/Simulink搭建两台逆变器并联运行模型并采用传统下垂控制与改进下垂控制相比较的方法验证改进控制策略的可行性。     

分布式电网多能互补电源输出电压自动开关控制方法

基于分层控制的输出电压自动开关控制方法与基于极值优化的输出电压自动开关控制方法没有对电网多能互补电源输出电压状态进行诊断,出现控制后无功功率、有功功率到达稳态时间长的问题,导致电源输出电压自动开关控制效果差,为此设计一种405分布式电网多能互补电源输出电压自动开关控制方法。对实时采集的电网输出电压数据进行简单的滑动平均处理,建立诊断函数判断输出电压状态,将电流分为开通期间与关断期间,确定电网多能互补电源输出电压开关频率。以多能互补电源输出电压偏差最小作为目标函数,并制定加速因子,提高电源输出电压自动开关控制的响应速度,以此完成405分布式电网多能互补电源输出电压自动开关控制。将无功功率、有功功率到达稳态的时间作为对比指标,实验证明,此次设计的方法比传统两种方法控制后无功功率、有功功率到达稳态的时间短,证明此次设计的方法比传统两种方法的控制效果好。     

基于DCS的光伏发电系统控制方法的研究与实现

由DSP和上位机组成的控制系统具有很好的信号处理和实时控制能力,主控芯片DSP对需要的直流电流、直流电压信号进行采样和平滑处理,得到较为稳定的直流电流和电压采样结果,有利于光伏逆变器最大功率跟踪的实现.上位机通过485总线发送命令控制由2台5kVA光伏逆变器组成的并联系统,使各个单模块在最大功率跟踪和稳流工作模式之间稳定转换.理论分析和实验结果表明该方法对并联系统具有较理想的控制效果.     

非理想电网下多电平并网逆变器控制仿真

在非理想状态下，多电平并网逆变器正负序电压影响，控制精确度下降，提出非理想电网下多电平并网逆变器控制研究。在非理想电网情况下，构建3L-ANPC光伏并网逆变器数学模型，计算三相电网电压、电流、正序分量、负序分量、谐波分量等，通过对称分量法分离正负序电压，通过锁相环定向正负序分量，利用派克变换锁相三相电流电压，实现多电平并网逆变器控制。实验使用Matlab仿真软件构建3L-ANPC光伏并网逆变器仿真模型，实验结果表明：可有效控制交流侧a相电压在-50-50V范围、电流在-1～1A之间，抑制谐波能力较好；在电压出现波动时受影响较小，上述方法可维持电压稳定输出；可显著抑制有功功率和无功功率波动。     

煤矿瓦斯发电站电参数测量系统的设计

针对现有煤矿瓦斯发电站电参数测量系统存在功能单一、可靠性差的问题,提出了一种基于DSP的电参数测量系统的设计方案。该系统以DSP TMS320LF2407A为控制核心,可同时测量任意三相交流电的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等参数。测试及实际应用结果表明,该系统测量误差小于0.5%,具有较高的稳定性和较好的抗干扰能力。     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

含高渗透率光伏的低压配电网电压控制方法

传统控制方法在配电过程中,无法保证低压配电网各时段的负荷值在一定范围内,导致控制效果不佳。为了解决这一问题,该文提出含高渗透率光伏的低压配电网电压控制方法。依据高渗透率光伏电源的工作原理,指出输出功率和输出电压之间的关系,分析高渗透率光伏特性。在此基础上根据高渗透率光伏的线路结构,估算最大允许电压的有功功率,以此分析电压过高或者电压过低异常控制,完成含高渗透率光伏的低压配电网电压控制方法的设计。在仿真实验中,以IEEE33节点系统为例,测试传统方法与所建方法各时段的负荷值是否在一定范围内。实验结果表明,所建方法输出有功功率和无功功率结果有一定的规律可循,且负荷值一直保持在0.7 kVA。通过上述数据表明,所建方法比传统方法控制效果更佳。     

基于电压一致性的能源互联微网无功功率分配

为了更高效地利用能源,文章提出一种能够独立运行的区域性能源互联微网结构,其针对微网内交流线路阻抗不一致导致的微源输出电压偏差问题,采用分布式平均电压一致性算法提高无功功率分配精度;通过对并网逆变器下垂控制电压给定值进行二次调节,使各微源无功功率按容量比例分配且输出电压趋向一致.相比于集中式控制,分布式控制不使用中央控制...     

一种新的参数自适应主动移频孤岛检测方法

在分布式发电系统中,孤岛检测方案是必不可少的部分。但是当逆变器输出负载发生有功无功匹配时,准确及时地检测孤岛将变得十分困难。一些基于频率或相位偏移的孤岛检测方案在这种时候将失去效用。提出一种参数自适应的主动频移孤岛检测方法。在该方法中,受控制的逆变器输出电流频率将随着公共连接点(PCC)的电压频率变化而自适应的改变其频率,依据正反馈信号进行调节打破逆变器输出与负载之间的相位和功率匹配,从而实现快速的孤岛检测。干扰信号被周期性的注入逆变器输出电流中,通过两种频率范围内的不同算法来避免孤岛检测误动作,并尽量减少干扰信号对电网的影响。最后,通过Matlab/Simulink平台对该方法进行的仿真验证,仿真结果证明,该方法可以针对多种不同的负载情况实现快速准确的孤岛检测,达到了预计的目标。     

逆变电源并联系统的谐波环流抑制研究

针对逆变电源并联系统中的谐波环流问题,在分析了单个逆变电源谐波扰动数学模型及逆变电源并联系统中谐波环流产生原理的基础上,提出对逆变电源并联系统中的单个逆变电源模块采用电流内环、电压外环的双环控制方式,并在逆变电源输出端增加耦合电感的方法来抑制系统中的谐波环流。理论分析及仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。     

基于DSP的多周期调节的软件锁相环设计

为保障UPS与电网之间平滑可靠地进行切换和负载电压波形不发生畸变,UPS逆变器输出电压和电网电压的频率、相位必须保持一致。该文研究了基于多周期调节原理,采用数字信号处理器芯片TMS320LF2407A实现软件锁相环的设计方法,实现逆变输出电压对市电电压的可靠跟踪,并给出了软件设计流程图和硬件电路。实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

Simulation modelling and analysis of modular cascaded multilevel converter based shunt hybrid active power filter for large scale photovoltaic system interconnection

Modular multilevel inverters are promising candidates for next generation of efficient, robust and reliable inverters in large scale photovoltaic system. A modular cascaded multilevel inverter based shunt hybrid active power filter (SHAPF) for three phase grid-connected large scale PV systems is represented in this paper. The main contribution of this paper is to model and control of grid interfaced large scale photovoltaic system with embedded hybrid active power filter functions. In proposed system, the features of hybrid active power filter have been amalgamated in the control circuit of the voltage controlled voltage source inverter interfacing the photovoltaic system to the grid. As a result, the same inverter part of SHAPF is utilized to inject power generated from photovoltaic source to the grid and also to act as hybrid active power filter to compensate harmonics and reactive power demand. With using compensation ability, the grid currents are sinusoidal and in phase with grid voltages. The whole system is modeled in PSCAD/EMTDC. The simulation results are demonstrated to verify the operation and the control system of the proposed system.     

DSP的有源钳位反激式光伏并网逆变器设计

本文设计了一套以TI公司的TMS320F28335浮点型DSP为控制核心的单相光伏并网微型逆变器,光伏电池输出的直流电经交错并联反激式变换器转换为2倍于电网频率的正弦双半波电流,再用极性反转桥将正弦双半波电流转换为与电网同频同相的交流电并入电网.采用有源钳位电路能使MOSFET管实现零电压开关(ZVS).提出的一种改进型扰动观察法,可提高MPPT效率.样机实验波形表明,该光伏逆变器输出电流谐波含量较少,能够向电网输送高质量的电能.     

PCI控制的九开关逆变器及谐波补偿控制研究

针对独立电源系统中,传统逆变电路与谐波补偿电路为两个并联式三相电压型逆变器,存在生产成本高、体积庞大、PI控制策略下逆变输出电流质量较差等问题。提出一种逆变与APF谐波补偿一体化的九开关控制拓扑结构,同时对九开关逆变器采用PCI控制策略,可在 坐标系下追踪交流信号减小稳态误差。通过Matlab/Simulink环境中的仿真研究表明,该控制方案能实现交流信号幅值和相位零稳态误差,加快系统的动态响应,明显减小电流信号的波动,保证了系统的稳态和动态性能。同时,系统谐波补偿效果较好,THD值下降,输出得到稳定的三相正弦交流信号,证实了该方法的有效性。     

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

逆变电路智能故障诊断系统

针对逆变器由于具有非线性的特征而无法采用精确数学模型进行故障诊断的情况,本文提出一种基于小波分析和神经网络的新型逆变电路故障检测与诊断方法。建立三相SPWM逆变电源的非线性MATLAB仿真模型,以三相输出故障电压作为故障信息,利用小波分析的方法提取低频能量值作为特征向量,通过神经网络实现逆变器故障桥臂定位,最后利利用逆变三相电压同一桥臂故障电压的对称性的特点,用一种简单的判断逻辑实现故障元件的分离。设计了基于DSP的PWM逆变电路在线智能故障诊断系统。测试结果表明,该系统具有良好的故障诊断效果,具有一定的实用价值。