基于改进下垂法控制器的光伏并联运行控制策略

当逆变电源并联运行时,各电源的输出阻抗很多情况下是同时存在阻性和感性。若仅采用传统方法来控制逆变电源系统并联运行,则系统的控制性能和精度必然会受到影响。针对传统控制策略的不足,提出了一种基于改进下垂法的并联运行控制策略,选取光伏电源作为逆变电源。搭建了并联型逆变电源装置样机,通过试验证明了该控制策略能有效控制逆变电源并联运行,是一种较为理想的并联方式。     

逆变器并联控制技术研究

本文研究了无输出隔离变压器的逆变器并联系统环流特性及其并联控制实现。在确定双闭环控制逆变器闭环传递函数并了解其等效输出阻抗特性的基础上,建立了基于等效输出阻抗的并联系统模型分析其环流特性,并提出了一种新的基于有功功率和无功功率的逆变器并联控制方案,最后通过实验验证了逆变器并联控制方案的可行性。     

SPWM逆变电源的无互联信号线并联控制技术

该文提出了一种可适用于分布式发电系统或大容量UPS系统的高性能数模混合型逆变电源无线并联控制方案。这种控制技术以DSP为核心，通过检测逆变电源自身的输出功率来对高性能模拟SPWM逆变电源的电压幅值及频率进行下垂控制，从而实现了逆变电源的并联同步运行。实验结果表明，逆变电源均分负载电流的效果很好，逆变电源之间的环流很小。     

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。     

逆变器并联运行及均流技术研究

逆变器并联是提高微型电网容量及运行可靠性的一种有效方法。由于逆变器输出阻抗特性及线路参数不平衡的影响,并联逆变器的输出功率不能合理地均分,导致系统环流的增加,影响并联系统的稳定运行。研究了微网中传统下垂控制原理及并联系统的功率分配机理,在现有的控制环中引入虚拟阻抗,增强了逆变器输出阻抗的感性,提高了有功、无功的解耦,从而提高功率均分精度,降低了环流。通过仿真和实验验证了所用控制策略的有效性。     

基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联特性研究

针对低压微网中采用传统下垂控制的并联逆变器功率均分效果差以及母线电压和频率偏移问题,分析了并联逆变器的环流和功率输出特性,提出一种基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联控制策略。该策略实现了逆变器等效输出阻抗的精确可控,且具有虚拟同步发电机的基本特性,逆变器等效电压源的频率和相位能够实现自同步功能,在不需要功率环的情况下间接实现了并联逆变器功率均分且具有环流抑制能力。通过设计电压二次调节控制,消除了微网母线电压和频率的偏移问题。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现.提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法.该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感一电感一电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率.推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证.仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率.     

可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器

将分布式电源逆变器等效输出阻抗设计成容性可使其体现对系统无功电压调整过程相逆的电源特性,这种特性使得分布式电源逆变器更容易参与公共连接点处的电压调整。对比等效输出阻抗成感性、阻性和容性的3类逆变器下垂控制特性,对容性等效输出阻抗逆变器电压电流控制环进行数学建模;针对容性等效输出阻抗逆变器设计具备下垂调节和克服电压偏离功能的鲁棒功率外环控制器。对比仿真和实验证明,容性输出阻抗分布式电源逆变器控制器能够快速抑制系统功率变化带来的电压波动,能有效地参与系统电压调整。     

无线并联逆变器的输出阻抗设计

应用有功功率和无功功率(PQ)下垂法的无互联线并联逆变器可实现完全冗余且不受地理位置的限制.分析总结了不同输出阻抗下的均流控制方法,重新设计了现有多环控制逆变器平台的输出阻抗,提出了一种全数字化的无线并联运行方案.仿真和实验证明了该系统具有很好的稳态精度和动态性能.     

大功率微网逆变器输出阻抗解耦控制策略

针对微网逆变器孤岛并联时输出阻抗控制不能兼顾动态响应和并联均流的问题,提出了一种输出阻抗解耦控制策略。该控制策略根据dq坐标系中输出电压的戴维南等效模型,得到不同频段的阻抗特性,分离出动稳态输出阻抗,在dq坐标系中直接设计输出阻抗,用以动态响应和并联均流的解耦控制。在动态电压控制时,采用输出电流微分反馈控制和动态有源阻尼来减小动态输出阻抗;在均流控制时,增大稳态输出阻抗,从而获得了良好的动态响应和并联均流性能。实验结果验证了理论分析和控制方案的正确性。     

不平衡工况下基于虚拟阻抗法的并联三相四桥臂逆变器的桥臂控制

不平衡工况下,三相四桥臂逆变器并联系统不仅可以输出平衡的三相电压波形,而且还可以拓展系统的容量。与传统的三桥臂逆变器并联系统相比,三相四桥臂逆变器并联系统需要对正序、负序和零序电流进行控制,因此三相四桥臂逆变器的并联控制系统更为复杂。该文对三相四桥臂逆变器并联运行时,各序电流的分配进行了分析。为了使逆变器输出的正序、负序和零序电流能够按并联逆变器的容量分配,提出了正序电流使用下垂控制、负序电流与第四桥臂电流使用虚拟阻抗法分别控制正序、负序和零序电流的分配,并且对三相四桥臂逆变器的前三桥臂与第四桥臂分别进行控制,最终在不平衡工况下使并联三相四桥臂逆变器系统输出电压平衡且输出电流和输出功率按并联逆变器的容量分配,减小系统的环流。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

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.     

基于有功和无功环流控制的DC-AC逆变器并联系统分析与实现

传统的基于有功和无功环流控制的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,即根据输出有功功率差调节输出电压的相位,根据输出无功功率差调节输出电压的幅值,实现输出负载均分.该控制方式若应用于电压电流双闭环控制逆变器并联系统会引起系统工作不稳定,本文分析了造成不稳定的原因,给出了电压电流双闭环控制DC-AC逆变器并联系统输出有功和无功功率差与输出电压幅值、相位差之间的定量关系,提出了相应的均流控制策略,给出了并联系统的实现方案.实验结果验证了该控制方案的可行性.     

一种简化的逆变器并联控制技术研究

依据输出有功功率差和无功功率差分别调节输出电压相位和幅值的控制技术较多地应用在逆变器并联控制中.但是,对于基于电压电流双闭环反馈的电压源型逆变器,输出有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值均有耦合关系.本文推导出逆变器的等效输出阻抗,研究了有功功率、无功功率和输出电压相位、幅值的定量关系.讨论了器件精度对输出电压跟踪基准电压幅值和相位的影响,在此基础上提出一种简化的并联控制策略:即基准电压同步,根据环流大小调节基准电压幅值.建立了并联系统模型,分析了并联系统特性,给出了实验结果.     

基于虚拟阻抗的多逆变器并联运行控制策略研究

考虑到低压微电网中多逆变器并联运行时功率合理分配和环流抑制的问题,提出了一种基于虚拟阻抗的多逆变器并联运行控制策略.由于逆变器的等效输出阻抗存在较大的差异,通过引入虚拟阻抗使得逆变器的系统输出阻抗呈可调节的感性,降低了线路电阻引起的功率耦合,并改善了各逆变器输出电压质量.在此基础上通过改进逆变器的功率下垂控制策略,实现...     

基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法

针对逆变器并联系统的动态均流问题,提出了阻抗匹配模式的逆变器并联控制方案.依据电路等效理论,将开环控制的逆变器等效为给定电压源与虚拟阻抗串联的电路形式,并给出了阻抗参数的辨识方法.以逆变器的等效电路作为被控对象模型,推导出可改变逆变器输出虚拟阻抗的控制方法.给出了并联逆变器间的虚拟阻抗匹配关系.所设计的逆变器除需共享电压给定基准正弦信号外,完全自主均流,控制方法简单.采用两台容量为1 kVA、空载输出电压为220V的逆变器并联进行了仿真和实验研究.仿真与实验结果显示:两台逆变器输出电流之差峰值小于0.1A;在负载阶跃变化中,无过渡过程.     

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...     

孤岛光伏并联逆变器系统的固定时间模糊反步控制策略

针对孤岛光伏并联逆变器系统存在固有的建模不确定性以及动态性能差的问题,提出一种固定时间模糊反步控制策略。首先,将滤波器参数和输出电流作为未知项,建立含有滤波器参数摄动和输出电流扰动的单台逆变器等效数学模型。其次,将固定时间Lyapunov稳定性原理、模糊逻辑控制理论和反步控制理论相结合,利用固定时间模糊反步控制器逼近系统中的未知项,以改善逆变器的输出电压。然后,基于严格的Lyapunov定理证明所提控制策略下的系统是固定时间稳定的,且稳定时间的上界与系统的初始状态无关。最后,通过两台20 kW样机验证了所提控制策略的有效性。     

一种基于复合控制的逆变电源并联技术的研究

研究了基于重复控制的复合控制策略。复合控制不仅保留了重复控制消除周期性波形畸变的能力,同时大大提高了系统的动态响应速度。采用一种能实现瞬时值均流的分布式并联控制方法完成逆变电源系统的模块并联。通过连接各完全等同的并联模块中的三条低频信号总线实现均流。只用一个调节器,既调节输出电压、同时又实现环流抑制。应用数字化控制成功地进行了系统试验,并对关键的试验波形做出了分析。