LCL型并网逆变器电流控制器设计

在LCL型并网逆变器的应用中,电流控制器的结构和参数对系统稳定性和输出电流质量非常重要。采用电容电流内环,进网电流外环的双闭环控制策略,提出了一种基于准比例谐振调节器和比例调节器的新型电流控制器设计方法。与传统单位电容电流反馈不同,将比例调节器用于反馈通道,实现两个调节器间的解耦控制,简化调节过程。根据逆变系统实际特性,在正向通道中引入惯性环节。控制器参数由系统闭环传递函数根轨迹方法进行设计,以凸显单个参数对系统的影响,使设计过程在无任何假设和简化的情况下直观明了。额定功率为50kW并网逆变器的仿真结果验证了所提控制策略和电流控制器设计方法的合理性和可行性。     

基于复合电流调节的单相LCL并网逆变器控制方法

为了抑制并网逆变器LCL滤波器的谐振,减小双模式变流器因采用较大的输出滤波电容造成的基波电流跟踪误差和网侧电流畸变,提出了一种新型的加权电流控制方法用于单相微电网变流器的控制。首先,在虚拟坐标系下用比例积分谐振控制器提高加权电流的控制精度和动态响应。其次,考虑到传统的加权平均电流的控制不直接控制电网电流以及电网电流和加权平均电流之间的误差,提出了一种改进的电流前馈方法。该方法通过检测输出电流和网侧电流的低频误差构造出一个电流前馈项,从而有效地抑制了网侧电流控制的误差。仿真和实验验证了该控制方法的有效性。     

带LCL滤波的并网逆变器的比例谐振控制

并网逆变器需要及时跟踪电网电压,同时输出电压也要达到规定指标。目前已有多种并网逆变控制方法,均可以达到较好的控制效果。在静止坐标系下,比例谐振(PR)控制算法可以实现无静差跟踪控制,同时PR控制算法可以方便地实现谐波补偿。相比其他几种算法,PR控制算法简单,所需计算量小,有极大的应用前景。     

采用LCL滤波的并网逆变器人网电流控制策略

并网逆变器是实现可再生新能源并网发电的关键设备。针对LCL滤波的并网逆变器,提出基于直接馈网电流闭环和滤波电容电压微分反馈的双环控制策略,其中为进一步增大系统阻尼,有效抑制系统振荡,在滤波电容电压微分反馈函数中采用软件方法串联了虚拟电阻。在理论分析的基础上建立了系统的线性控制模型,从而得出系统的特征方程,根据Routh-Hurwitz稳定判据分析了该控制策略下系统稳定的条件,给出了系统的根轨迹图形。仿真和实验结果验证了使用该控制策略,能有效实现LCL滤波并网逆变器的稳定运行,且具有高质量的并网电流波形和较高的功率因数。     

单相LCL并网逆变器新型电流控制策略研究北大核心

LCL型并网逆变器是一个3阶多变量系统,并网电流单环控制难以满足系统的稳定性。为此提出了以电容电流为内环反馈,以并网电流为外环反馈的新型双环控制策略。内环采用比例调节增加系统阻尼以抑制高频谐振问题,外环采用模糊PR+重复控制在线调节系统干扰的影响,实现系统高电能质量并网。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性,并与PR+重复控制相比较,该控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性。     

LCL型并网逆变器的改进电流控制技术

针对传统有源阻尼控制在抑制 LCL并网逆变器系统谐振时带来的系统稳定性不佳的问题,提出了基于电容电流比例积分反馈的双闭环有源阻尼控制策略.通过增加积分环节,进而改善系统的幅值裕度和相角裕度,使得整个系统不仅能有效地避免进网电流谐振和实现进网电流的高功率因数,而且具有良好的稳态和动态性能.最后通过仿真验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性.     

带LCL滤波器的并网逆变器单电流反馈控制策略

LCL滤波器广泛应用于并网逆变器系统中,其对高次谐波具有良好的衰减作用:但LCL滤波器为低阻尼三阶系统,容易发生谐振.传统的有源阻尼方法,通过对电容电流进行采样并反馈,能够抑制系统振荡,但增加了传感器数量.提出一种单电流反馈控制策略,其采用入网电流两次微分的反馈方法,增加了系统阻尼,从而有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰,保证系统的稳定性;同时其对系统参数不敏感,并且不增加额外的传感器,是一种低成本高可靠性的控制策略.文中推导该控制策略下的系统传递函数,并分析系统的稳定性.最后,通过仿真和实验,验证提出的控制策略的可行性与有效性.     

采用LCL滤波器的三相光伏并网逆变器准PR控制

文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,利用电容电流反馈可有效抑制谐振尖峰。分析比较了不同控制器的特点,其中准PR控制器在静止坐标系下就可以实现对交流量的调节控制,并且对谐波的抑制能力较强,在不平衡电网情况下仍有很好的鲁棒性,因此文中提出了采用准PR控制器的电流双闭环控制策略。将电流双闭环控制与最大功率跟踪环节相结合,使得太阳能得到最大限度利用,同时保证了并网逆变器的功能要求。最后,利用MATLAB/Simulink搭建系统仿真模型,仿真结果证明了控制策略的有效性和正确性。     

LCL型光伏并网逆变器输出电流复合控制策略

为了进一步优化光伏并网逆变器输出电流谐波抑制效果,提出一种针对LCL型光伏并网逆变器输出电流的复合控制策略.该策略并联比例复数积分(PCI)控制和重复控制(RC),绘出复合控制框图,推出传递函数,设计PCI、RC控制参数,得出复合控制能有效抑制电流谐波,节省并网系统控制成本,达到降低基频稳态误差的目的.通过搭建MATLAB/Simulink仿真平台,建立LCL型光伏并网逆变器模型,得出的仿真结果对比,表明该策略相比于P I+RC控制策略,并网电流总谐波畸变率降低程度为25.77％,显著提高了并网电流质量.     

三相LCL型并网逆变器控制策略与稳定性分析

针对三相LCL型并网逆变器,研究了基于比例谐振(PR)控制以及电网电压前馈控制的电容电流与电网电流双闭环控制策略,并分别与网侧电流反馈和逆变器侧电流反馈控制策略进行了对比分析。采用s域和z域根轨迹方法分析PR控制器参数的选取以及不同延时对系统稳定性的影响。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

三相并网逆变器的LCL滤波器设计

LCL滤波器正广泛应用于并网逆变器,但无阻尼时易使系统谐振,给系统的稳定性控制带来困难。在建立三相并网逆变器数学模型的基础上,采用基于d,q同步旋转坐标系的电压定向控制策略,使用被动阻尼抑制谐振。给出了被动阻尼LCL滤波器的设计方法,详细分析并比较其与单L滤波器的滤波效果,并分析了被动阻尼的选取对系统稳定性的影响,最后通过实验验证了设计。     

LCL并网逆变器的电流双闭环控制

采用LCL滤波器作为电压型并网逆变器与电网的接口,建立LCL滤波器的数学模型,提出一种基于电网侧电流外环、逆变器侧电流内环的LCL并网逆变器控制方法。该控制方法既能有效保护功率开关,又能保证系统稳定及并网电流的单位功率因数。针对该电流双闭环控制方法,给出一种基于赫尔维茨稳定判据及李纳德-戚帕特稳定判据的内外环控制器参数设计方案。进行了LCL并网逆变器并网运行仿真与实验。仿真和实验结果验证了所提LCL并网逆变器控制方法的正确性和可行性。     

LCL滤波并网逆变器的分裂电容法电流控制

针对LCL滤波的并网逆变器电流控制时存在的系统稳定性和稳态误差与谐波失真等问题,提出了一种新的电流反馈控制技术。新的控制策略将LCL滤波器的电容按特定比例分成并联的前后两部分,通过测量中间电流并作为反馈信号控制逆变器输出,从而使受控系统的特性从三阶系统转换为一阶系统,控制性能得以改善,便于实现稳定误差和电流谐波失真的减小。本文给出了该控制策略的理论依据和实现方法,分析比较了新方法与传统控制方法的特性差异。通过对5kVA燃料电池逆变并网发电电源的试验验证了该控制策略。     

光伏并网逆变器谐波特性分析与谐波电流抑制

考虑光伏并网逆变器功率器件的死区效应和非理想开关特性,分析基于双极性正弦脉冲宽度调制三相逆变器输出电压的谐波特性,推导计及功率器件死区效应与开通关断延时的逆变器输出误差电压定量计算公式,建立包含逆变器输出误差电压的两相静止坐标系下三相LCL型并网逆变器的受控电流源等效电路模型,提出基于光伏并网逆变器功率控制的虚拟阻抗控制器设计方法,以抑制谐波电流并确保光伏逆变器最大功率输出。Matlab/Simulink仿真表明并联的虚拟阻抗控制可有效抑制谐波电流。     

电网谐波背景下风电并网逆变器的PRI控制方法

针对分布式发电接入的配电网常常因负荷影响而含有大量的低次谐波问题,分析了分布式发电中电网电压对逆变器并网电流的影响,提出了一种兼具谐波补偿和直流扰动抑制功能的比例谐振积分(PRI)控制器。与传统比例谐振(PR)控制器相比,积分环节的引入有效地提高了控制器的低频增益,特别对直流分量的扰动具有明显的抑制效果。最后在1台50kW的三相三电平并网逆变器上进行了样机实验。实验结果表明,PRI控制器不但可以在稳态时大幅减小并网电流的谐波含量,而且在动态过程中可以迅速地抑制并网电流的直流扰动。PRI控制器非常适合作为分布式发电并网逆变器的控制方法。     

三相光伏并网逆变器电网高阻抗谐振抑制方法

针对电网电压高阻抗LCL滤波器谐振问题,提出一种虚拟电阻+电容有源阻尼方法。该方法将虚拟电阻和电容串联之后与三相光伏并网逆变器的滤波电容并联。通过滤波电容电压得到虚拟电阻和电容支路的电流,将虚拟电阻和电容支路的电流作为LCL滤波器谐振抑制有源阻尼电流给定。通过逆变侧电流闭环控制,实现对三相光伏并网逆变器电网高阻抗LCL滤波器谐振抑制。建立15 k W的T型三电平三相光伏逆变器平台,对所提有源阻尼方法进行稳态实验,实验结果验证所提方法的可行性和正确性。     

三相LCL型光伏并网逆变器控制器的设计

针对三相LCL型光伏并网逆变器传统复合控制器中比例积分(PI)控制部分,需进行矢量变换,即将静止坐标系下的交流量转换为旋转坐标系下的直流量,该变换相对其他控制较为复杂且LCL滤波器在该过程中存在着耦合。设计了一种改进型的复合控制器,引入比例谐振(PR)控制器,无需坐标变换便能获得较理想的高品质并网电流。研究了复合控制器的设计方法,仿真和样机实验结果表明了此方法的有效性和优异性。     

LCL滤波的双频并网逆变器控制策略研究

提出一种新型的采用LCL滤波器对双频并网逆变器输出电流进行滤波的控制策略。高频逆变器采用基于准比例谐振调节器和比例调节器的双闭环控制,改善系统进网电流的动态性能;低频逆变器采用滞环控制,快速跟踪高频逆变器电流,传递大部分功率。额定容量为50kVA并网逆变器的仿真结果,验证了所提方案的有效性和实用性。     

LCL滤波并网逆变器的鲁棒电流控制

采用LCL滤波器可以有效地滤除并网逆变器的开关频率次谐波,但是进网电流易产生谐振,闭环设计困难。加权平均的电流控制方案实现了降阶的系统闭环设计,较为简便,但是进网电流中存在依赖于非理想因素的欠阻尼共轭极点,影响谐振频率次谐波抑制效果,系统带宽受限。文中提出将有源阻尼控制同电流加权控制有机结合以克服上述问题。对比分析了电流加权控制、结合无源阻尼的电流加权控制及结合有源阻尼的电流加权控制的特性,对控制的鲁棒性进行了研究。研究表明,结合有源阻尼的电流加权控制可实现更优的鲁棒性,进一步改善了系统闭环控制特性,且设计简便。     

基于电网阻抗的并网逆变器准比例谐振控制

随着新能源大规模接入电网,新能源并网逆变器在与电网交互引发的次/超同步振荡问题引起了广泛关注。此类振荡问题与并网逆变器的输出阻抗和电网阻抗特性密切相关。采用谐波线性化方法建立了三相LCL型并网逆变器的小信号输出阻抗模型,分析了不同电流控制策略对其输出阻抗的影响,通过阻抗比奈奎斯特判据分析了电网阻抗变化对系统稳定的影响。采用无源阻尼与有源阻尼相结合的方法抑制LCL滤波器的固有谐振尖峰,再根据公共耦合点电网阻抗的变化调节准比例谐振（quasi proportional resonance,QPR）控制器参数以及电容电流反馈系数,使系统阻尼基本保持不变,增强系统鲁棒性,确保系统稳定运行。时域仿真与数值分析结果证明了所提控制策略的有效性。