基于滑模控制的三相光伏并网逆变器研究

研究了一种针对分布式光伏电站的逆变器并网技术,介绍并设计了基于滑模控制的逆变控制器。通过对直流环节电压控制实现有功控制,电网侧电压实现无功控制,产生电流参考量,经过滑模控制模块,实现对逆变器开关器件的控制。在电网电压变化情况下,仍可以保证单位功率因数输出,该控制方法提高了光伏逆变系统的鲁棒性,系统响应更快,也有更好的静态、动态稳定性。在Matlab/Simulink平台上进行了仿真分析,验证了系统可行性。     

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...     

LCL滤波型三相并网逆变器的电流滑模控制策略

三相LCL型并网逆变器由于具有良好的高频衰减与高功率等优势,在分布式并网发电系统中获得广泛应用.然而,LCL型并网滤波网络的高频谐振特性有可能造成并网电流畸变严重,导致系统发生不稳定现象.基于此,有效利用滑模算法的非线性抗扰特性,提出一种新型的电流滑模变电流内环控制系统,进一步采用了一种改进型幂次趋近律有效地改善了滑模...     

三相LCL并网逆变器无参数滑模预测控制策略

常规三相LCL并网逆变器模型预测电流控制方法存在计算量大、参数鲁棒性差等缺点。为了解决这些问题,提出了一种三相LCL并网逆变器无参数滑模预测电流控制方法。该方法利用滑模控制理论,建立了一种新型无参数电流控制价值函数,无需采用模型参数即可实现并网电流预测控制,从而简化了控制系统的预测过程。此外,该方法省去了逆变器侧电流传感器和电容电压传感器,节约了硬件成本,提高了系统运行可靠性。最后,根据常规模型预测电流控制和滑模预测电流控制的优点,提出了一种三相并网逆变器自适应预测控制方法,提高了并网逆变器控制对模型参数失准的适应能力。实验结果表明,在系统参数失准的情况下,所提出的控制策略具有更小的并网电流控制误差,有效地提高了系统参数鲁棒性。     

LCL电压型并网逆变器的改进滑模控制

为克服LCL并网逆变器系统中参数的不确定性和外界扰动,在滑模控制的基础上提出了一种基于饱和函数的电压型全桥逆变器非线性控制策略.该控制策略选取滤波电容的误差及其导数和入网电流误差作为状态变量,建立连续数学模型,得出滑模等效控制率,引入饱和函数,实现了逆变器大范围全局稳定,克服了对系统参数的依赖性.仿真结果表明,在参数摄...     

基于单周控制的光伏双频并网逆变器研究

提出一种用于光伏发电的双频并网逆变器,该拓扑结构由两个半桥单元级联而成。其中一个半桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个半桥工作在低频,主要输出功率,从而提高系统效率。高频桥采用单周控制技术,建立了单周控制方程。仿真结果表明逆变器输出电流总的谐波畸变率低,有较好的动态性能。     

基于单周控制的光伏双频并网逆变器研究

提出一种用于光伏发电的双频并网逆变器,该拓扑结构由两个半桥单元级联而成.其中一个半桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个半桥工作在低频,主要输出功率,从而提高系统效率.高频桥采用单周控制技术,建立了单周控制方程.仿真结果表明逆变器输出电流总的谐波畸变率低,有较好的动态性能.     

基于滑模控制的Boost逆变器并网研究

分析了Boost逆变器工作原理,该逆变器采用两组独立对称的双向Boost电路,实现了交流输出电压高于直流输入电压。结合恒定频率滑模变结构控制设计方法,设计Boost逆变器并网滑模控制器,并利用Matlab工具对该系统进行仿真,并与PI控制对比。仿真结果表明,与PI控制相比,该设计方案及其控制方法能够有效控制逆变器输出电压与电网电压在幅值、频率和相位上一致,能够较好实现并网。     

具有精确非线性补偿的三相光伏并网逆变器滑模变结构控制策略

三相并网逆变器中,由于死区效应和开关延时带来的非线性将导致逆变器输出电压的严重失真,以致并网电流的总谐波失真增加。提出了一种新型的具有精确非线性补偿的三相光伏并网逆变器滑模变结构控制策略,以抑制并网电流谐波,并提高其动态响应速度和鲁棒性。该控制策略将d-q坐标变换下的非线性补偿实现于离散积分滑模控制中。分析了逆变器输出电压的非线性,并建立了相应的非线性效应模型。根据此新模型设计了离散积分滑模控制策略。该控制策略既实现了精确的非线性补偿,也保证了整个系统的强鲁棒控制,并在一个100 kW的三相光伏并网逆变器样机上得以证实。仿真和实验结果表明:所提控制策略实现了系统全局稳定性控制、动态响应快速、鲁棒性强以及优良的电流谐波抑制能力。     

三相PWM并网逆变器的二阶内模控制

基于内模控制器(IMC)的原理,提出了一种新的可跟踪交流信号无静差的二阶IMC。该控制器可直接控制交流电流,避免了选择坐标变换和解耦算法,且具有较高的鲁棒性。在此以三相并网逆变器为研究对象,对其二阶IMC结构和参数进行了设计,并搭建了仿真和实验平台进行验证。仿真结果验证了二阶IMC的鲁棒性,实验结果验证了其有效性和稳定性。     

基于动态滑模控制的并网逆变器控制策略

为了使三相LCL并网逆变器输出较理想的电压、电流,提高逆变器的运行性能,根据逆变器在d/q两相同步旋转坐标系中的数学模型,提出了电流内环的动态滑模控制策略。直接功率外环为电流内环提供参考电流。为消弱抖振问题,电流内环采用动态滑模控制。最后经PSCAD软件仿真验证了该控制策略的正确性和可行性,并且该方法能保证三相LCL并网逆变器在单位功率因数运行,具有应用参考价值。     

三相电压型并网逆变器滑模变结构直接功率控制

建立了三相电压型并网逆变器数学模型,在此基础上提出了一种基于滑模变结构的三相电压型并网逆变器直接功率控制策略,详细论述了控制策略原理及设计过程.该控制策略将滑模变结构控制器、直接功率控制和空间矢量脉宽调制技术相结合,不需要同步速旋转坐标变换即可实现恒定的开关频率,具有良好的稳态性能和快速的动态特性.在一台3 kVA的并网逆变器样机上进行了实验研究,结果证明了所提出的滑模变结构直接功率控制策略的正确性和有效性.     

新型双Buck并网逆变器及其双二阶滑模控制

为了解决双Buck逆变器直流输入利用率低、磁件体积重量大的缺陷,提出一种新型双Buck全桥并网逆变器拓扑,所用器件较少,结构简单;且为使该新型拓扑输出高质量的并网电压和电流,采取以电容电压和电感电流双二阶的滑模控制策略.分析新型拓扑的工作模式和等效电路,给出双二阶滑模控制器的设计过程.仿真与实验结果表明,采用双二阶滑模控制策略下的新型双Buck全桥并网逆变器能够具有很好的动态和稳态性能,且输出的并网电压谐波畸变率小,对直流输入和电网电压扰动的抑制能力强,适应于新能源发电的并网.     

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...     

光伏并网逆变器滑模变结构控制研究综述

文章对光伏并网逆变器的滑模变结构控制策略进行了分类;同时对并网逆变器离网工作模式下的滑模变结构控制研究现状,单相逆变器并网工作模式下的滑模变结构控制研究现状,三相逆变器并网工作模式下电流滑模变结构控制研究现状,三相逆变器并网工作模式下的直接功率滑模变结构控制研究现状分别进行了分析。总结了光伏并网逆变器滑模变结构控制策略的滑模面设计、控制律求解、系统抖振以及到达滑模面过程中的稳定性等关键技术的研究方法和思路,并对光伏并网逆变器滑模变结构控制的未来研究方向提出了一些建议。     

三相PWM电压型逆变器的积分滑模控制

提出一种三相PWM电压型逆变器的积分型滑模控制方案.首先分析并建立了三相逆变器的dq模型,针对dq模型设计控制器,控制器分为内外两个环,外环为伺服补偿控制器,保证系统具有期望的动态特性并补偿负荷扰动;内环为滑模控制器,消除系统参数摄动产生的影响.在内外环共同作用下,系统对参数摄动以及时变的负荷干扰具有良好的动静态性能.仿真结果表明,当系统参数摄动和负荷突变时,系统输出电压能够很好的跟踪参考电压.     

一种新颖的电压控制型逆变器并网控制方案

逆变器控制为电压源并网,其输出可直接供普通用户使用,相对于电流源并网,具有配置方便、无模式切换困扰等优点,但电流波形质量难以控制。针对这一缺陷,提出一种新颖的基于谐波电压重复控制的逆变器电压源型并网方案。通过快速谐波检测算法检测并网电抗两端的电压谐波,利用重复控制发出对应的谐波电压补偿电网谐波影响,减小并网电抗上的谐波电压差,达到降低并网电流总体谐波畸变率的目的。分析此方案的工作原理,设计控制器的关键参数和快速检测算法,并通过Matlab仿真和样机实验证明其有效性。     

LCL并网逆变器少传感器新型滑模控制策略

为提高LCL并网三相逆变器采用滑模控制器时的可靠性,设计了一种abc自然坐标系下的少传感器新型滑模控制策略。首先建立了abc自然坐标系下a相和b相的滑动曲面函数,然后直接由这二者推导出c相的滑动曲面函数,从而无需检测c相的电容电压和并网电流,降低了所需传感器的数量。同时,电容参考电压由比例谐振控制器生成,可实现并网电流稳态误差为零。利用额定功率为10 kW的并网三相逆变器开展了稳态和动态实验,以及电网不平衡和扰动下的测试,实验结果验证了所设计的abc自然坐标系下的少传感器新型滑模控制策略的有效性。     

基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制研究

针对常规LCL型并网逆变器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）参数鲁棒性差的问题,提出一种基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制方法。首先,分析了参数变化对常规LCL型并网逆变器电网电流预测控制的影响;然后,根据超局部建模理论建立LCL型并网逆变器的一阶超局部模型,使用滑模观测器对系统的集总扰动进行估计,提高系统控制的动态性能,实现并网电流的鲁棒预测控制;最后,通过搭建Typhoon602+仿真器和PE-Expert4控制器实验平台验证了所提方法的有效性。     

一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法

为了简化三相并网逆变器的谐波补偿控制,同时提高并网逆变器对电网背景谐波电压的抗干扰性能,提出一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法,该方法将本地谐波补偿和抗电网背景谐波电压扰动在三相并网逆变器控制中予以统一考虑。所提控制方法可根据控制目标的不同,在谐波抑制和谐波补偿两种模式下灵活切换。谐波补偿模式,在不需要进行谐波电流检测的前提下,可实现对本地负载谐波电流的有效补偿,简化了谐波补偿时并网逆变器的控制操作;谐波抑制模式,可抑制电网背景谐波电压对逆变器输出电流的负面影响,从而提高并网逆变器的抗干扰能力。通过对同步旋转坐标系下控制器到静止坐标系的等效变换,建立了整个控制系统在静止坐标系的频域模型,分析了系统的频域跟踪特性和稳定性。仿真与实验结果证明了所提方法的有效性。