基于电力线通信的逆变器并联系统同步控制方法

提出了一种基于电力线载波通信(power line commun- ication,PLC)技术的逆变器并联系统输出同步控制方法,应用于实现硬件无互连线方式的逆变电源并联系统。各并联模块之间通过PLC方式交换各自电压基准正弦信号的频率和相位信息,调节并保持输出电压同频、同相,在此基础上再实现逆变器模块输出均流。研究了同步控制原理,提出了同步调节控制算法,设计了基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的软硬件实现。理论分析和实验结果证实了控制策略的有效性和可行性。     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差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,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

无互联线逆变器并联系统中数字锁相环的设计

逆变器并联的前提条件之一是必须保证各单台逆变器之间频率、相位和幅值的基本相同.逆变器并联时的初始同相位和同频率是通过锁相环来保证的.在此分析了传统数字锁相环用于无互联线逆变器并联的不利影响;基于全数字逆变器,提出了一种新的软件锁相环控制方案.采用DSP的捕获功能和改变计时器的周期值可快速、平稳地实现单台逆变器对并联交流母线相位和频率的跟踪.     

5MW储能虚拟同步发电机孤岛启动与同期控制技术

储能虚拟同步发电机既要实现并网和离网工况下的良好运行,又要实现同期并网的无缝切换。通过对传统逆变器多模块并联孤岛运行控制策略分析比较改进,提出一种基于虚拟同步机技术的孤岛并联启动控制策略。该孤岛并联启动控制策略引入同步发电机电气方程、下垂控制和虚拟阻抗分量,通过控制电压环输出电压调节量、系统反馈电压和虚拟阻抗分量计算出系统参考电流。同期控制通过对电网并网点两侧电网角度、幅值和频率的检测调节使并网时刻电压幅值、角度和频率满足误差范围要求,最终实现电压电流平滑过渡,孤岛到并网的无缝切换。最后,建立4机并联5 MW储能虚拟同步发电机并联仿真RTDS模型,利用RTDS仿真验证算法的有效性。     

基于DSP的无主从双模块单相逆变器并联控制技术

分析了不同并联控制技术的特点和采用无主从并联方式的优点,在模型分析的基础上得到了逆变器无功功率与电压幅值、有功功率与电压相位之间的关系,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的无主从双模块逆变器并联控制方案.通过系统结构框图和双模块并联控制框图阐述了无主从并联模式的实现过程.通过分析电压、电流的相位关系提出了有功和无功的计算方法.给出了锁相环的控制框图,实现了双模块并联时对相位的高精度要求.基于上述原理研制了样机,实现了2台3 kV·A逆变器的并联均流控制,两逆变模块输出电压相位误差小于1°,在额定容量时两逆变模块之间的环流很小,不大于2 A,实验结果验证了所提出方法的可行性.     

分布式输入串联输出并联逆变器系统的复合式控制策略

输入串联输出并联逆变器系统适于高压直流输入、大电流交流输出的应用场合。为实现该系统的控制目标——输入均压和输出均流,提出了复合式控制的两种具体实现方案——输入均压/输出电感电流同相位控制和输入均压/输出电感电流同幅值控制。为实现系统的完全模块化,提出了一种新的分布式架构,各模块间仅通过输出电压基准同步母线、输入均压母线和平均电流母线进行相互通信。研制了样机,仿真和实验结果验证了所提方案的正确性与有效性。     

一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,而无功功率则主要取决于输出电压幅值。分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N+1冗余并联。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究

逆变器并联系统各模块输出电压的幅值和相位不一致会产生有功环流和无功环流.从逆变器等效输出阻抗的角度,对基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的逆变器并联系统的环流特性进行了研究.理论分析、仿真和实验结果证明,对于双闭环控制电压源逆变器并联系统,各模块输出电压单位幅值差造成环流的大小取决于单模块逆变器等效输出阻抗的模值,环流的无功功率与有功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值;各模块输出电压单位相位差造成环流的大小取决于单模块输出电压和等效输出阻抗的模值,环流的有功功率和无功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值.     

一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,无功功率则主要取决于输出电压幅值的结论。文中分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N＋1冗余并联。采用数字信号处理器（DSP）TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

共直流母线并网逆变器并联系统运行方式

为使共直流母线并网逆变器并联系统(GIPS)实现理想无环流运行状态,各并联单元输出的脉宽调制电压波形需要保持一致,也就是各并联单元驱动信号需保持同步。借助并联系统各单元驱动信号的同步约束规律,可容易将被提出的H桥死区消除正弦脉宽调制应用于共直流母线GIPS,从而避免死区效应对并网电流的影响。由数字信号处理器与现场可编程门阵列结合的数字控制系统易于实现所提出的并联运行方式。实验结果验证了所提控制方法的运行特点与有效性,GIPS基本能够实现无环流运行状态并且在整个运行阶段无需设置死区时间。     

基于PLC的逆变器并联技术研究

提出了一种逆变器无互连线并联系统的基准信号同步和均流控制解耦的控制思想,研究了基于电力线通信(PLC)的基准同步先行的并联控制方法以及基于数字信号处理器(DSP)的实现。研究了基于PLC的各模块基准信号相位判断方法和同步调节算法,实现了各基准信号始终保持同频同相。在基准同步先行的基础上,提出了基于PLC的均流控制策略,经PLC通信得到无功功率差信息,采用累加算法实现了无功功率的均分。在逆变器双机并联系统中进行实验,证实了控制策略的有效性和可行性。     

基于环流功率理论的单相UPS并联均流控制设计

利用数字控制方式实现并联UPS间可靠均流具有重要的应用价值.文中通过对并联UPS环流功率模型分析,建立起N台并联UPS的环流有功功率、无功功率与逆变器输出电压幅值、相位间的量化调节关系,并采用DSP两级锁相、再调制方法,实现单相UPS输出电压幅值及相位的精确控制,从而达到准确均流目的.本设计具体以TMS320LF280...     

模数混合分布式逆变器并联控制方法

提出了逆变器并联运行的一种复合式控制策略，通过对同步控制和均流控制的解耦，简化了并联控制的实现手段。各并联模块根据共享的同步信号产生同步的基准给定信号，任一模块的插拔不影响并联系统运行。针对具有输出电压有效值调节外环的逆变模块的并联运行，给出了一种提高均流精度的优化方案。     

基于PSCAD/EMTDC的统一潮流控制器动态仿真模型

设计了组成统一潮流控制器(UPFC)的动态仿真模型的各个模块,包括正弦脉宽调制(SPWM)信号产生模块、电压源变换器(VSC)控制模块和UPFC控制器的比例积分(PI)控制电路.首先采用三相桥式全控电路组成VSC,VSC的开关器件采用绝缘栅双极性晶体管(IGBT),门极信号按SPWM的方式产生.然后通过分析线路传输功率方程设计了一个简单的PI控制器,并构成完整的UPFC仿真模型.还基于该动态模型对UPFC在功率调节、电压控制和抑制振荡等方面的功能进行了仿真分析.仿真结果表明该UPFC仿真模型在线路功率发生较大变动时能使线路快速恢复;在系统发生三相短路时能有效减少系统的功率损失和减小母线电压的暂降幅度;在系统发生功率波动时还能大幅度减小振幅.     

Three-phase grid voltage synchronization using sinusoidal amplitude integrator in synchronous reference frame

Synchronization with the grid voltage is critical in the control of grid-connected power converters. Under unbalanced grid condition, the conventional synchronous reference frame phase-locked loop (SRF-PLL) does not work well due to the effect of the fundamental negative sequence component. This paper proposes a new synchronization method, the sinusoidal amplitude integrator based phase locked loop (SAI-based PLL), to efficiently eradicate the effect of the fundamental negative sequence component. As a result, it can accurately and quickly estimate the amplitude and phase angle of the fundamental components of grid voltages in unbalanced grid conditions. In addition, when dc offset and harmonics are contained in the grid voltage, a multi-SAI-based PLL method is developed to extract the synchronization signal. The proposed SAI-based PLL incorporates the sinusoidal amplitude integrator into the conventional SRF-PLL. Its operation is analyzed using the complex-vector notation. Simulation and experimental results on the performance of the proposed SAI-based PLL and comparison with other synchronization methods are presented.     

模数混合分布式逆变器并联控制方法

提出了逆变器并联运行系统一种新的分布式无主从控制策略，同步控制和均流控制解耦。前者以数字方式实现，后者基于数字和模拟混合电路实现；各并联逆变器模块之间同时实现完全电气隔离和瞬时值均流，并允许任一模块热插拔。注重分析了输出电压有效值调节在并联系统中的特性以及与均流调节的相互耦合和不利影响，提出将环流信号引入有效值调节环路，有效地改善了并联系统的均流特性和稳压特性。理论分析和实验结果证明了控制方法的有效性和工程可实现性。     

基于直接电流控制的PWM整流器的研究

研究三相电压型PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型,双闭环直接电流控制策略.通过Matlab软件搭建系统模型进行仿真分析,验证了控制策略的可行性.在此基础上利用DSP控制单元和IPM集成模块搭建实验平台,设计控制软件进行实验验证.实验结果表明,PWM整流器使输入电流正弦化,有效减少谐波污染,能够实现单位功率运行...     

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.     

模数混合分布式逆变器并联控制方法

提出了逆变器并联运行系统一种新的分布式无主从控制策略，同步控制和均流控制解耦。前者以数字方式实现，后者基于数字和模拟混合电路实现；各并联逆变器模块之间同时实现完全电气隔离和瞬时值均流，并允许任一模块热插拔。注重分析了输出电压有效值调节在并联系统中的特性以及与均流调节的相互耦合和不利影响，提出将环流信号引入有效值调节环路，有效地改善了并联系统的均流特性和稳压特性。理论分析和实验结果证明了控制方法的有效性和工程可实现性。