基于电容电流双反馈LCL滤波器的光伏并网控制策略研究

电力电子等设备带来的电网电感对LCL滤波器阻尼策略的影响不可忽视。为解决该问题,提出基于电容电流双反馈LCL滤波器有源阻尼控制策略。该策略在原有电容电流比例反馈控制的基础上,考虑电网电感的影响,改进了电容电流的反馈系数,在不改变LCL滤波器基本结构的前提下,可改善电网电感对LCL滤波器阻尼的影响。将该控制策略应用于光伏并网控制仿真系统中,理论分析及仿真结果都表明,所提出的控制策略可以保证系统稳定运行,对电网电感也有较好的抑制能力。     

基于双采样的LCL型并网逆变器并网电流间接控制研究北大核心CSCD

在并网逆变器滤波方面,LCL型滤波器比LC型滤波器具有更加优良的高频谐波滤除能力,但是LCL型滤波器的谐振效应也给并网系统的稳定性带来一定的挑战。实际的并网逆变器通常采用逆变器侧电流和电容电压作为反馈进行控制,在分析LCL型并网逆变器结构的基础上,文章提出一种逆变器侧电流反馈控制并网电流和电容电压反馈抑制谐振的并网逆变器控制方案,无需逆变器外部增加电流传感器,给出了精确的并网电流参考值计算方法。实验验证了文章所提控制方案的有效性。     

带LCL滤波器的单相并网逆变器

针对相同滤波效果下采用L型滤波器的单相光伏并网逆变器的PI控制需要较大的电感值以及存在高损耗、电流内环响应速度降低和成本较高的不足,提出了采用基于LCL滤波的电容电流反馈和电网电压前馈的准PR控制策略,以增加系统阻尼、抑制振荡、提高系统稳定性能,并通过Matalab/Simulink软件搭建仿真模型进行了验证。结果表明,经LCL滤波后,在准PR控制策略下,加入电容电流反馈和电网电压前馈后,获得的入网电流畸变率更小,实现了入网电流的无静差跟踪,抑制了电网电压的扰动,且系统输出的波形满足入网要求。     

双级式光伏并网变换器的控制策略研究

文章针对双级式光伏并网前级Boost变换器,提出了一种具有功率、电压双闭环结构和基于梯度信息的变步长MPPT控制策略,它直接从光伏阵列的功率-电压特性出发,依据梯度信息直接给出最大功率点电压,进而通过电压闭环实现自动寻优,快速实现最大功率跟踪控制。针对后级含有LCL滤波器的逆变器,基于常规矢量控制技术,引入了有源阻尼控制中的电容电流反馈技术,给出了一种含有LCL滤波器的逆变器有源阻尼功率解耦控制策略,能够实现直流侧电压恒定和单位功率因数的并网控制,且在不增加系统损耗的情况下有效抑制系统谐振。建立了10 kW双级式光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明,系统能够快速跟踪光强变化,实现MPPT控制及单位功率因数并网控制,具有良好的动态调节性能和静态特性。     

单相光伏并网逆变器建模与控制技术研究

对一种由Boost和带LCL滤波器的逆变电路组成的两级式单相光伏并网逆变器进行了研究。建立了前级电路的小信号模型,不含右半平面零点,且光伏阵列工作点变化不影响除转折频率外的幅频特性,简化了控制器的设计。后级采用双电流环控制策略:将滤波电容电流作为内环反馈量,实现LCL滤波器有源阻尼,并对两种实现方法进行分析比较;外环采用带谐波补偿的准比例谐振控制,实现并网电流零稳态误差控制,具有很好的跟随性能和抗干扰性能。基于能量平衡原理,推导了电压控制器输出到直流链电压的大信号模型,将系统校正成Ⅱ型系统,并引入复合控制,消除了稳态误差,增强了系统抗干扰能力。最后用Saber进行仿真,证明了建模和控制方法的有效性。     

基于虚拟电阻的并网逆变器谐振抑制措施的研究

由于电网阻抗的耦合作用,基于LCL滤波器并网的光伏逆变器会产生谐振。为了抑制逆变器并网时产生的谐振,文章首先分析了滤波电容串联电阻的无源阻尼的控制,并在此基础上推导出等效的有源阻尼的控制方法,同时对比了无源阻尼和有源阻尼的特点,分析了阻尼系数、虚拟电阻和电容电流反馈系数之间的关系。建立了包含有源阻尼的逆变器并网闭环数学模型,在此模型基础上,分析了阻尼系数对控制系统性能的影响。最后在10 k W并网逆变器上进行了实验,实验结果表明,文章采用的有源阻尼控制策略能够有效地抑制并网谐振。     

基于参数优化LCL滤波器的直驱式PMSG并网控制

风力发电系统其输出功率具有波动性、因此造成电压闪变以及对电网注入谐波污染,文章对风机逆变器侧添加滤波器进行并网控制,采用整流侧电压为外环控制结构,内环为电容电流反馈的控制策略实现系统的有源阻尼控制,且引入恒直流电压调节逆变功率同时对LCL滤波器的总电感量参数进行最小化优化。最后通过直驱式永磁同步发电机三相并网侧的谐波电流进行了算例仿真,验证了所提方案的正确性和优化的有效性。     

LCL型滤波器在并联APF中的应用研究

针对L型滤波器应用于并联有源电力滤波器(APF)中的不足,建立了LCL型输出滤波器的数学模型,分析了APF系统采用LCL型滤波器的优越性;设计了基于LCL型输出滤波器的并联APF三环控制系统,在APF输出电流环的基础上引入电容电流内环,增大系统阻尼,保证系统的稳定性。通过MATLAB/simulink仿真验证了采用三环控制策略的LCL型APF系统能够对电网中的谐波电流实现精确跟踪和补偿,证明了控制策略的正确性和有效性。     

LCL并网逆变器阻尼方法

风能、太阳能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等特点,得到人们日益广泛的重视。并网逆变器是基于可再生能源的分布式并网发电中重要部分。LCL滤波器以其更优良的高频滤波特性在并网逆变器中获得越来越广泛的应用。但LCL滤波器存在很大的谐振峰,容易造成并网逆变器振荡甚至不稳定,因此必须采取一定的措施阻尼LCL的谐振尖峰。通过分析6种串并联电阻无源阻尼的方法,从无源阻尼方法推导了对应的6种有源阻尼方法,仿真和实验验证了推导的有源阻尼的有效性。     

弱电网下并网逆变器电容电压前馈控制策略

针对LCL型并网逆变器接入弱电网后稳定裕度下降和谐波含量超标的问题,建立三相LCL型并网逆变器系统的数学模型。首先分析电网阻抗的宽范围变化对系统稳定性的影响,构建基于逆变侧电流反馈控制系统的电容电压前馈控制策略。其次,以传感器数量最小化为原则,对电容电压有源阻尼的参数进行设计以及在前馈补偿环节叠加滤波器进行优化设计,以保证并网逆变器在弱电网下始终具有足够的稳定裕度。最后,搭建并网逆变器仿真模型和实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于LCL滤波器的新型Z源光伏并网逆变器

研究一种新型Z源逆变器,并将其应用到光伏发电并网系统中,系统的冲击电流和Z源电容电压大大减小,能有效解决传统拓扑电路结构上的缺陷;同时在电网侧采用LCL滤波器,采用有源阻尼技术来抑制LCL滤波器的谐振,实现并网电流的快速跟踪,使光伏并网系统的可靠性大大增加,最后通过仿真和实验论证理论分析的正确性。     

电网畸变条件下基于LCL型滤波的STATCOM电流控制策略研究

在节约总电感用量的前提下,为了提高系统的滤波性能,选择LCL型滤波器作为配电网STATCOM(D-STATCOM)的输出滤波器。LCL型滤波器是一个三阶系统,采用直接入网电流控制时谐振峰的存在会影响系统的稳定性。为此,提出一种基于状态反馈的虚拟阻抗法用于抑制LCL型滤波器的谐振峰,从而避免无源阻尼法增大系统的损耗。由于电网电压中含有谐波含量会造成补偿电流畸变,从而不能准确跟踪其指令值,针对这一问题,提出一种多谐振比例谐振(PR)控制器,用于增大特定频率处电网电压对入网电流的输入阻抗,从而抑制电网谐波电压的扰动,优化补偿电流波形,提高电流追踪性能。仿真和实验结果证实了控制策略的有效性。     

基于过采样的LCL并网逆变器有源阻尼控制

LCL并网逆变器存在谐振问题,通常采用有源阻尼法对其进行抑制,但其数字控制过程中引入的控制延时,会影响有源阻尼控制的动态响应性能。针对上述问题,在原有的基于电容电压反馈的有源阻尼控制方案基础上,引入过采样的调制策略,通过一个开关周期内多次采样多次装载调制信号,有效减小控制延时,改善有源阻尼控制的动态响应性能。实验研究证明所提出控制方案的正确性和有效性。     

交流励磁用LCL滤波的PWM整流器的研究

提出了采用LCL拓扑的滤波器来减少PWM调制导致的交流电流中的高次谐波的方案,对LCL滤波的三相电压型PWM整流器电路拓扑进行了分析,给出了LCL滤波器及LCL滤波的三相电压型PWM整流器的数学模型.采用了电压电流双闭环控制策略,对电压电流环的设计作了介绍.为了提高系统的稳定性,采取了电容串联电阻的方式.仿真结果表明,LCL滤波的整流器要比纯电感滤波器在滤除高次谐波方面效果好得多.仿真结果验证理论分析的正确性.     

采用LCL滤波器并网逆变器状态反馈有源阻尼控制研究

针对三相并网逆变器系统中LCL滤波器的谐振问题,建立采用LCL滤波器三相并网逆变器系统的数学模型,分析LCL滤波器参数变化对高频开关纹波衰减和谐振频率的影响。设计滤波器参数并在此基础上提出一种新的状态反馈有源阻尼控制方法——通过状态反馈将被控对象的极点配置在一定范围内,再结合系统的稳态性和动态性设计PI调节器参数。最后借助MATLAB软件完成控制方案的仿真,并搭建系统实验平台验证该控制策略的有效性和正确性。     

基于补偿前馈电压控制的三电平逆变器研究

考虑到光伏并网逆变后存留的高频谐波对LCL滤波中参数固定的电容及电感产生谐振作用,该文引入三电平逆变器,一方面可在输出端保证谐波含量低、电压的波形更加接近正弦波以降低滤波器中电容和电感串联谐振的可能,另一方面也为可在电流进入电容前而对系统做出相应的动作。该文比较传统电流内环控制策略,改进电压前馈的控制策略,提取逆变器输出端输出的电流对电压进行补偿,通过设计滤波器参数搭建模型及进行仿真得到结果表明其有效的抑制谐振,并可同时提高电网电流和电压的稳定性,有效地抑制电网电压谐波对网侧电流的影响。     

基于LCL滤波器并网逆变器分裂电容控制研究

基于带LCL滤波器的三相并网逆变器系统,提出将分裂电容电流控制与无源阻尼相结合的控制策略。通过分析分裂电容电流反馈控制的原理及谐振特性可知,采用分裂电容电流反馈可使被控系统由三阶系统转换为一阶系统,有利于增大系统的带宽,但为了抑制控制环外的电容和电感产生的谐振,需在第二个电容支路加入阻尼电阻以满足对并网电流的要求。最后对该控制方案的可行性和影响因素进行分析,建立Matlab/Simulink仿真模型,通过仿真验证该方案的可行性和有效性。     

LCL并网逆变器不同电流反馈的控制稳定性研究

对两种不同电流反馈下LCL滤波器的数学模型进行分析,重点研究系统控制和采样延时对变流器控制稳定性的影响,利用根轨迹和零极点配置的方式来选择合适的电流控制器参数,最后在不增加任何传感器且不采取任何阻尼措施的条件下实现对LCL-GCI的稳定控制。实验结果验证了提出方法的有效性和可行性。     

弱电网条件下LCL型三相光伏并网逆变器研究

针对常规并网逆变器在弱电网环境下易出现不稳定情况,在考虑电网阻抗变化条件下设计LCL型滤波器网侧电流及电容电压双闭环控制策略.基于LCL型光伏并网逆变器拓扑结构,在dq同步旋转坐标系下建立数学模型,进行解耦及控制器设计.分析电网阻抗变化对LCL型滤波器的影响,给出一种考虑不同电网阻抗条件下锁相环扰动的系统参数设计方法....     

LCL型并网逆变器并网电流复合控制研究

LCL型并网逆变器采用直接并网电流单闭环控制策略,系统存在稳定性差和控制精确度差等问题。针对该情况,以并网电流瞬时值作为外环反馈量,以LCL滤波器电容电流瞬时值作为内环反馈量的双环控制策略。内环采用比例调节增大阻尼以消除LCL输出滤波器的振荡属性,增强系统的稳定性,外环复合PI控制和重复控制增强系统的动静态特性。详细分析控制方法的工作机理,并给出控制器的设计方法。最后在一台以DSP2812为核心控制器的1.5 k VA并网逆变器装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既可保证系统的稳定性,又能提高并网电流的性能。