双频并网逆变器与LCL型逆变器效率对比研究

为了能够在保证并网逆变器输出电流质量满足并网要求的同时,降低并网逆变器的损耗,提高并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。双频并网逆变器含有两个工作在不同开关频率的功率单元。低频功率单元的开关频率低(2kHz),电流幅值大,将电能输送到电网,降低了系统的开关损耗。高频消谐单元电流幅值小,开关频率高(40 kHz),其电流与低频功率单元的电流纹波反向,作用是抵消掉低频单元电流的谐波成分,保证并网电流质量。此处对并联型双频单相并网逆变器的工作原理和控制策略进行了理论分析,并设计了一个相同功率等级的LCL型并网逆变器。并网实验结果证明了双频并网逆变器消谐理论的正确性和可行性。效率分析和实验也证明了双频理论能够改善系统效率。     

双频单相并网逆变器的拓扑及控制方法研究

为了进一步降低单相并网逆变器的成本,提高并网电流的质量和并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。并联型双频单相并网逆变器的主电路包含低频功率单元和高频消谐波单元,并网电流为低频功率单元电流和高频消谐单元电流之和,使得并网电流中的谐波得到了有效抑制。在介绍了并联型双频单相并网逆变器的拓扑结构和工作原理的基础上,给出了并网逆变器的控制策略,整个控制系统包括2个相互耦合的电流环,实现了对并网电流的控制。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于滑模控制的新型三相双频并网逆变器

提出了一种用于可再生能源发电的新型三相双频并网逆变器,该新型双频并网逆变器的高频单元由三相四开关并网逆变器构成,决定输出电流性能;其低频单元由2个单相半桥逆变器构成,主要负责输出功率,用于降低开关损耗,提高系统效率.该新型拓扑较之三相全桥双频并网逆变器减少了4个开关管和1个大电感,大幅降低了系统成本,同时由于开关数的减...     

一种高效率低输入纹波电流的光伏并网微逆变器

针对传统光伏系统存在热斑、整体效率低等问题,提出了一种高效率、低输入电流纹波的隔离型单相两级式光伏并网微逆变器。该微逆变器由前级DC/DC升压环节和后级逆变环节组成。DC/DC变换器采用有源钳位和倍压整流电路,使变压器原边开关管及副边整流二极管实现软开关,分析了其稳态下的工作原理并给出了变换器关键波形曲线;后级逆变环节应用软件锁相、脉宽调制等技术实现了逆变并网。提出了一种低成本的在中间母线电压环中加入扰动环节的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率的电流纹波。研制了一台220 W光伏微逆变器样机并进行了测试,实验结果证明了理论分析的可行性。     

DCM变频控制的反激单相光伏并网微型逆变器

工作在电感电流断续模式下的反激单相光伏(Photovoltaic,PV)并网微型逆变器,由于开关频率恒定,所以在正弦波过零点附近或瞬时输出功率较低时,存在较大的开关损耗问题。为此,提出了一种新的变频控制策略。使得开关频率跟随瞬时输出功率变化而变化,在低瞬时输出功率时,自主降低开关频率,从而能有效减小开关损耗。利用恒定原边电流峰值单元和开关频率控制单元来实现所提出的变频控制策略,最后通过PSIM仿真验证了采用DCM变频控制的反激单相光伏并网微型逆变器的性能;仿真结果表明所提控制策略能有效降低正弦波过零点附近瞬时输出功率较低时的开关频率,从而降低逆变器的开关损耗,提高整体效率,同时还能保证输出的并网电流有较小的THD。     

单级单相升压型光伏并网逆变系统

在分析传统单级单相升压型逆变器固有缺陷的基础上,提出一种单级单相升压型光伏并网逆变系统,并对构成这种系统的附加储能电感旁路开关的电路拓扑、限制储能电感电流的两种开关方式、非线性脉宽调制(pulse width modulation,PWM)单周期控制策略、储能电感电流限定值、一个低频输出周期内的开关状态等效电路和工作模式、主要电路参数设计、系统建模分析等技术进行深入的理论分析,获得了研究结论。附加的旁路开关及其两种开关方式解决了储能电感能量过剩的问题,有效降低了储能电感及其电流;非线性PWM单周期控制策略,是通过采样并反馈逆变桥输出电流实时地调节逆变器的馈能占空比,使逆变桥输出电流在每个开关周期的平均值跟踪基准正弦信号以获得高质量的并网电流波形。设计并研制的1k VA 110V/DC-220V/50Hz样机实验结果证实了所提出拓扑和控制策略的可行性,为单级升压中小容量并网逆变场合提供了一种有效方法。     

风光互补发电并网控制技术的研究

本文针对风光互补发电并网逆变控制系统进行了深入的研究,系统地分析了并网逆变器的控制策略。该系统由不可控整流电路、BOOST升压斩波电路、单相全桥并网逆变器及LCL滤波电路组成,并对并网逆变器采用电流闭环控制和电网电压前馈控制。利用Matlab／Simulink仿真软件对单相并网逆变控制系统进行了仿真,验证了所设计系统的可行性。     

基于双频率DCM控制的交错反激光伏并网微逆变器

为了提高交错反激光伏并网微逆变器的并网控制性能,提出一种基于电流反馈的并网电流控制策略,并且为了增大微逆变器功率输出范围,进一步提出一种双频率DCM并网控制策略.在双频率控制策略下,反激变换器工作在DCM模式,输出较低功率时采用高频模式,而输出较高功率时采用低频模式,且依据较高开关频率设计电路参数.以额定功率280W、直流输入电压35V、并网电压220V的交错反激微逆变器为例进行了仿真分析,结果表明电流反馈控制具有较高的控制精度和动、静态响应特性,并网电流波形质量良好,采用双频率DCM控制策略在相同电路参数下增大了微逆变器的功率输出范围,且有利于简化控制器和滤波器的参数设计.     

新型高效率单相逆变器

提出了一种新型的高效率单相逆变器拓扑结构,该拓扑结构由一个高频半桥单元和一个低频半桥单元级联而成。其中高频半桥主要决定输出电压的波形,低频半桥主要输出功率,该拓扑结构可以在保证输出电压波形质量的同时提高逆变器的工作效率。高频半桥采用电压反馈控制输出电压,低频半桥采用电流反馈控制逆变器输出电流。理论分析和仿真结果表明,该拓扑的输出电压波形质量与高频逆变器相类似,而效率却有大幅度提高。     

一种零电流转换H6结构非隔离光伏并网逆变器

非隔离型单相光伏并网逆变器的漏电流和效率是两个关键指标。非隔离型并网逆变器相比隔离型结构有效率优势,但到目前为止,非隔离型并网逆变器的高频开关仍然工作在硬开关状态。提出一种零电流转换H6结构非隔离光伏并网逆变器,通过引入两组谐振支路可以实现高频主开关的零电流关断,及高频辅助开关管的零电流开通。详细分析了新型逆变器的工作模态、软开关条件、占空比约束条件和谐振参数设计方法,并通过一台50?kHz、1?kW原理样机验证新型逆变器的可行性。     

基于无差拍控制的单相H6拓扑逆变器研究

单相H6拓扑光伏并网逆变器具有高效且抑制漏电流的能力,为了使光伏并网发电系统输出高质量的电能,在分析H6拓扑及无差拍控制工作原理的基础上,推导出了一种单相光伏并网逆变器的无差拍控制PWM算法,提出了一种基于无差拍控制的两级式单相光伏并网逆变器的总体控制策略。最后,搭建了单相H6拓扑光伏并网逆变系统的Matlab/Simulink仿真及实验平台,并对理论分析结果进行了验证。结果表明无差拍控制器应用在单相H6拓扑光伏并网逆变控制系统中能够实现对并网电流的快速准确跟踪,并且具有良好的并网波形质量。     

一种交错并联双Buck全桥型双向并网逆变器

基于双Buck全桥变换器拓扑,提出一种交错并联型双向并网逆变器。该逆变器克服了传统H桥逆变器存在死区时间,且开关频率无法大幅度提升且桥臂存在直通危险的问题;为了在提高频率和功率密度的同时保证变换器效率,采用二通道交错并联结构,相同的输出电感电流纹波下,仅需要较小的电感量,同时还可以减小高频开关管的电流应力和损耗。该文对变换器的逆变和整流两种工作模式的工作原理与特性进行了分析;同时,以电感量最小为目标,综合考虑不同模式下滤波器设计要求,利用图解法对Buck电感和滤波器参数进行优化设计。在此基础上,构建损耗分析模型,计算并分析逆变和整流模式下的损耗分布。最后,搭建一台5kW的实验样机,对上述理论分析和计算进行验证,实验结果表明20%至满载范围内逆变器效率均高于98%。     

直驱型风力发电系统并联PWM变流器的系统研究

在发电机侧的整流部分用2个PWM整流器并联,网侧逆变部分也采用2个并网逆变器,并采用有效的调制策略,避免了变流器并联系统中固有的环流问题,调高了等效开关频率,改善了输出电流波形的质量。     

光伏并网逆变器滞环电流的自适应控制

在传统两电平电流滞环控制的基础上,提出一种能动态调整滞环宽度的自适应滞环控制算法,建立自适应算法的几何数学模型,应用于光伏并网逆变器的控制系统.以Matlab/simulink为系统仿真平台,在Matlab和Psim的接口模块Simcoupler建立单相并网逆变器的主电路和控制电路,分别构建光伏阵列,最大功率跟踪控制,自适应滞环宽度计算器和两电平滞环控制器的仿真模块,最后构成以光伏模块、直流电容、单相全桥PWM逆变器、滤波电感和电网为电力元件的光伏并网逆变系统,以自适应滞环控制器对逆变器进行开关频率的控制,仿真结果表明采用自适应滞环控制的逆变器,能动态调整滞环宽度而保持开关频率不变,在开关频率较高的情况下,使注入电网的电流具有良好的电能质量,与电网电压同相,功率因数为1.     

一种新型低共模电流单相光伏并网逆变器

为满足非隔离光伏并网发电系统对共模电流的要求,提出一种四开关+二极管逆变器拓扑结构.详细分析该拓扑的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略.搭建了3 kW单相光伏并网逆变器的试验平台,对理论分析进行了试验验证.试验结果表明,所设计的光伏并网逆变器不但具有低共模电流,而且具有较高的入网波形质量.     

可用于光伏并网的双频逆变器控制策略

研究了一种新型双频并网逆变器,其中一部分工作在低频,采用电流滞环控制,快速跟踪高频单元电流,传递大部分功率;另一部分工作在高频,采用单周控制,改善光伏并网电流的动态性能,使并网电流和电网电压同频同相.以双频逆变器A相为例分析了其在4种不同工作模态下电流、电压的变化,建立了高频单元平均电路模型,通过理论分析,推导出了单周...     

推挽正激式准单级高频环节光伏并网逆变器

分析研究了推挽正激式高频环节光伏并网逆变器的电路拓扑、开路电压法与变步长扰动观察法相结合的双模式最大功率点跟踪(MPPT)控制、输入电压外环和输出电流内环的双环PWM控制策略,给出了关键电路参数设计准则。该电路拓扑是由推挽正激式直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,属于准单级电路结构。DC 1 kVA 48 V/220 V 50 Hz光伏并网逆变器样机的设计、仿真与实验结果表明,该光伏并网逆变器具有高频电气隔离、准单级功率变换、MPPT准确、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为零电压零电流开关(ZVZCS)、变换效率高、并网电流质量高等优点,在中小容量光伏并网逆变场合具有重要应用价值。     

储能电感电流限定单周期控制单相电流型PWM逆变器研究

为了克服传统单相电流型PWM逆变器存在的储能电感及其电流大、输出电压波形畸变严重的固有缺陷,提出了一种具有储能电感电流限定的单周期非线性控制单相电流型PWM逆变器,储能电感电流在高于和低于限定值两种情况时逆变器分别工作在续流方式和Boost方式。深入分析研究了这种逆变器一个低频输出周期内的八种电路模式、开关状态方程和高频开关工作过程等稳态原理特性,推导出了电压传输比、储能电感电流限定值、储能电感、输入和输出滤波器、功率开关电压和电流应力等主要参数的设计准则。设计并研制成功的1k VA 110VDC/220V50Hz逆变器样机具有单级升压变换、变换效率高、输出波形质量高、储能电感小等优点,证实了所提出研究方案和理论分析的正确性,有效地克服了传统单相电流型PWM逆变器的固有缺陷。     

新型单相光伏并网逆变器共模电流抑制研究

针对现有非隔离单相光伏并网逆变器拓扑共模电流大、效率低等问题,提出一种新型非隔离单相光伏并网逆变器拓扑,该拓扑在单相全桥逆变器的基础上增加2个续流二极管,并将交流侧滤波电感移至逆变器下桥臂,使得开关周期内共模电压保持恒定,有效抑制了共模电流;同时高频开关管使用MOSFET,工频开关管使用IGBT,且避免引入额外的开关管...     

可抑制低频电流纹波的单级升压式并网逆变器

根据燃料电池并网发电系统要求低输入电流纹波和升压的要求,提出一种可抑制输入低频电流纹波的单级、升压式并网逆变器,并给出了一个工频周期内的信号调制示意图.所提逆变器中,将单相桥式逆变器的一个桥臂与Boost变换器所共用,且设计Boost变换器电流工作在电流断续模式,可有效抑制电源输出的低频电流纹波.分析了所提并网逆变器在电网电压极性不同情况下的工作模态.推导了输入电流纹波含量和共用开关管电流的标幺值,给出了升压电感的设计规则.实验结果表明,所提逆变器性能优良.