新型双Buck非隔离并网逆变器无功补偿研究

针对单相非隔离光伏并网逆变器在无功补偿时存在着并网电流在电网电压过零点处畸变的问题,提出一种新的调制策略,即工频开关管在正功部分采用有功调制,而在负功部分采用单极性调制,能较好地解决过零点畸变的问题。通过实验验证了该方法的有效件.并能满足VDE-AR-N4105认证要求。     

非隔离型H6桥单相光伏逆变器无功补偿调制及并网电流波形改善控制

为满足新的并网标准对单相光伏并网逆变器无功补偿功能的要求,针对非隔离型H6桥单相光伏逆变器,该文提出一种具有无功补偿功能的分段调制策略。分析与讨论了H6桥单相拓扑输出无功功率时,在输出电压过零点及电流过零点,并网电流产生畸变的原因。采用比例–积分–谐振(proportion integration resonance,PIR)控制器来抑制并网电流的直流分量。并通过构造PIR全程滑模面,推导并网电流滑模控制律,平滑了H6桥在两种调制模式的过渡过程,改善了并网电流的波形控制。最后,搭建了5 k V?A单相光伏并网逆变器的实验系统,并通过对实验结果的分析,验证了理论分析的正确性以及所提调制方法与控制方案的有效性。     

一种新型的单相并网系统锁相环

电网电压的相角、频率对并网逆变器而言是最基本的信息.准确快速地跟踪电网电压是并网控制系统稳定运行的保障.在单相并网逆变器中,常规的过零点检测锁相方法往往对电网电压畸变或扰动敏感,使得锁相环处于不稳定状态,从而导致并网逆变系统性能降低,甚至不能正常工作.针对此问题,分析了基于同步旋转坐标变换的锁相环原理,并将这种锁相策略...     

一种基于单相并网逆变器的柔性切换系统

基于网络数据中心(IDC)的三相供电系统,提出一种基于单相逆变器的柔性切换系统。该系统通过调整各个设备组所在电网供电相位置来达到三相平衡配电的目的。分析了该系统的逆变器并网控制策略,对逆变器采用电压控制模式,并提出在负载电压过零点时进行切换,可以避免负载中产生冲击电流。同时分析了逆变器并网过程中,环流产生的原因及其影响。该系统可很好地完成IDC设备在不同电网相位间的无跳动柔性切换。     

单相高可靠并网逆变器电路拓扑

针对传统桥式并网逆变器存在桥臂功率开关管的直通问题,提出了一族单相高可靠并网逆变器电路拓扑。所提并网逆变器是由高可靠性单元相互组合而成。分析了双极性和单极性调制高可靠并网逆变器的工作原理,归纳出了高可靠并网逆变器的构成原则。以单极性双降压全桥并网逆变器为例进行了仿真验证。比较分析了传统并网逆变器和所提高可靠并网逆变器。分析结果表明：双降压半桥并网逆变器适合110~120 V电网电压场合,而全桥型高可靠并网逆变器适合220~240 V电网电压场合。     

直流电压含二次纹波条件下并网逆变器输出谐波抑制

单相并网逆变器及电网电压不对称情况下的三相并网逆变器,直流母线电压均含有明显的二倍工频纹波分量。受该纹波分量影响,逆变器交流侧输出含有明显的三次谐波,影响逆变器输出电能质量。针对上述问题,利用双重傅里叶变换和开关函数法对并网逆变器的输出谐波特性进行了分析,在此基础上提出了抑制单相和三相逆变器输出三次谐波的改进脉宽调制方法。该方法根据直流母线电压修正调制波,无需提取直流母线电压纹波分量信息,算法复杂度低,易于实现。通过开关函数法详细证明了新型调制方法的可行性,给出了基于该调制方法的单相及三相光伏逆变器的控制策略。仿真验证了所提调制方法可显著降低直流母线电压含二次纹波条件下并网逆变器的输出三次谐波成分。     

单相微电网逆变器的并网/离网工作模式研究

单相微电网系统需要逆变器具有并网/离网双工作模式,针对工频变压器隔离型单级式单相逆变器研究了一种并网/离网双工作模式的控制策略。离网模式下采用基于准比例谐振(PR)控制器的电压外环和电感电流比例内环的双闭环控制策略,可有效控制输出电压。并网模式下利用锁相环(PLL)技术跟踪电网电压相位,采用准PR控制器实现并网电流控制。在建立单相逆变器闭环系统数学模型基础上,对逆变器在并网、离网模式及模式间平滑切换过程中的系统性能进行了分析,实验结果表明了理论分析和控制策略的正确性。     

一种基于H6型并网逆变器调制策略的研究

针对传统H6型单相非隔离光伏并网逆变器只能工作在单位功率因数逆变状态而无法进行无功调节的问题,在分析了该拓扑逆变器电压和电流矢量关系的基础上,提出了一种新型的H6型单相光伏并网逆变器调制策略,该调制策略通过当在电网电压的正半周内,在传统调制策略的基础上采用开关管S5与S1互补导通的方式来实现无功传输。最后,通过仿真和实验验证了所提出控制策略的有效性。     

谐波畸变下一种快速单相锁相环技术

锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)作为逆变器并网运行的核心技术之一,为了应对电网在谐波畸变的情况下而形成的非理想电压,提高单相并网逆变器锁相环的工作性能,本文提出了一种基于前置滑动平均滤波器(Moving Average Filer,MAF)的单相锁相环。该单相锁相环采用二阶广义积分(Second Order Generalized Integrator,SOGI)算法作为单相锁相环的正交信号发生器(Orthogonal Signal Generation,OSG),并在其引入一个简易的锁频环(Frequency-Locked Loop,FLL)以自适应电网频率;最后在同步旋转坐标系下捕获电网电压的频率和相位信息,实现无静差同步跟踪。仿真结果表明,本文所提出的单相锁相环结构在谐波畸变的电网环境下,能准确快速地跟踪电网基波电压相位,验证了该方法的可行性。     

一种适用于小功率可再生能源的单相高频双Buck全桥并网逆变器

提出一种适合小功率可再生能源并网发电应用的单相高频双Buck全桥并网逆变器。基于全碳化硅(Si C)功率器件,逆变器工作频率可达100k Hz,有效减小了电感体积,同时使并网电流纹波降低。进一步分析逆变器的控制策略:采用电压电流双环控制,在电流环利用一种三极点三零点(3P3Z)控制器使得受控并网电流快速跟踪电压环产生的电流给定,并采用一种简单线性化算法快速产生控制占空比信号,实现高频变换;电压环采用双极点双零点(2P2Z)控制器,在产生电流内环给定幅值的同时,控制输入侧直流母线电压稳定在电压给定值,使得逆变器能够向电网传输能量的同时维持母线电压恒定;逆变器采用一种二阶广义积分软件锁相环(SOGISPLL)产生与电网电压相位相同的相位信号。最后,通过实验样机对逆变器理论分析的有效性进行了验证。     

基于TMS320LF2407的光伏并网逆变器的研究

在介绍光伏并网逆变器的基本原理和拓扑结构基础上，提出基于TMS320F2407型DSP的单相电压源输入、电流输出控制方式的并网逆变器设计方案。采用电导增量法跟踪控制太阳电池的最大功率点，利用TMS320F2407芯片产生相应的SPWM波控制功率器件的导通与关断，使用零电流跟踪误差控制实现并网电流无静差的跟踪电网电压，最终实现了快速稳定追踪太阳电池最大功率，并以与电网电压同频、同相正弦电流波形送入电网，提高了系统逆变效率和可靠性。     

二极管钳位型多电平逆变器脉宽调制时电容电压均衡方法

电容电压不均衡是二极管钳位型多电平逆变器中一个关键技术问题。当三电平二极管钳位型逆变器采用SPWM和SVPWM的调制时,直流侧分压电容的电压产生基波频率为三倍输出频率的低频振荡。要使一个采样周期内电容电压不发生不均衡,需要使在该采样周期内向中点电荷注入的电荷总和为零。本文提出了一种新的调制策略,在三电平二极管钳位型调制策略中可以等效为虚拟矢量调制策略,但这种调制策略可以方便地扩展到更多电平二极管钳位型逆变器的调制中。通过向调制波注入零序电压分量,这种调制策略可以等效为基于载波的调制策略。文中以二极管钳位型三电平和五电平逆变器进行了仿真研究,最后建立了二极管三电平逆变器,实验结果验证了算法的有效性。     

新型正弦脉宽调制控制电压源型动态静止无功补偿器

提出了一种适用于低压配电系统的新型动态无功补偿电路拓扑。主电路采用三相四桥臂逆变器结构,可以对负荷不平衡进行有效补偿。逆变器控制采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制,保证电压电流失真度低,并通过调节逆变器的输出电压从而动态调节静态无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿无功功率,最终实现系统无功补偿为零的目的。通过与固定补偿电容器相结合,它能以较小的逆变器容量来补偿动态无功,提高系统的功率因数和电压稳定性。利用PSCAD/EMTDC平台对该系统进行了仿真研究。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

二极管钳位型级联多电平逆变器新型SPWM研究

针对目前级联型多电平逆变器正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)数字化实现问题,分析常规载波调制SPWM算法的工作原理,提出了一种基于脉冲编码与轮换的多电平SPWM调制策略。通过对正弦调制波的提取变换,进行单载波"量化"调制,并采用脉冲编码与轮换控制技术,对"量化"后的信号进行脉冲编码和脉冲轮换,均衡各逆变单元的输出电压与输出功率,以及单元内部电容电压。仿真结果表明,与同相层叠载波SPWM调制策略相比,该调制具有更好的控制效果和更小的计算量;另外,控制算法的消耗资源对比分析表明,所提的控制算法较常规的SPWM算法更节省硬件资源。     

预测电流控制双开关型双Buck并网逆变器

双Buck逆变器具有可靠性和效率高的优点,常被用作新能源发电和不间断电源的解决方案。双Buck逆变器存在输入电压高、双极性调制的缺点,采用双开关型双Buck逆变器消除这些不足,双开关型双Buck逆变器主要采用滞环电流变频控制,谐波频谱宽、滤波器设计困难,对功率器件的开关速度要求高;为此,采用SPWM控制方式实现逆变并网,使谐波频谱固定易滤除;同时通过预测电流控制策略消除电网电压扰动,提高逆变器的性能。最后通过PSIM仿真验证了理论分析与设计的可行性。     

基于双绕组反激变压器的单级Buck-Boost逆变器

提出一种基于双绕组反激变压器的单级Buck-Boost逆变器。该逆变器仅使用三个开关器件,结构简单,可靠性高。由于只经过一级能量变换,损耗小,效率高,并且利用谐振环节实现所有开关的零电流开通(ZCS),减少了开关损耗,进一步提高了效率。基于能量平衡的原理,对所提逆变器采用SPWM控制方法,得到高质量的正弦电压。设计并实现了一台1 kW的原理样机,实验结果充分验证了所提逆变器的正确性和有效性。     

推挽正激式高频环节逆变器研究

提出了适合于低压输入且实现了电气隔离的推挽正激式高频环节逆变器,并对构成这种逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略、稳态原理特性、以及关键电路参数的设计准则进行了深入的分析研究.这种高频环节逆变器由推挽正激DC/DC变换器和DC/AC逆变桥级联而成.其前级采用SPWM控制技术,使后级逆变桥基本上工作于低频开关状态.实验结果表明,该逆变器具有结构简洁,开关损耗低,电气性能好的优点,是中大功率低压输入逆变器的理想拓扑.     

基于改进SPWM控制的新型单级BUCK-BOOST逆变器

提出了一种新型的单级串联谐振型Buck-Boost逆变器，它能在一个功率级内产生峰值高于或低于输入直流电压的正弦交流电压。文中详细分析了所提逆变器的工作原理，并利用状态空间平均法建立了系统数学模型。基于断续导电模式，所提逆变器拓扑利用串联谐振单元实现所有开关的零电流开通和辅助开关的零电流关断，减小了开关损耗，提高了系统效率。为了改善逆变器的输出特性，提出一种改进的SPWM控制方法，该方法采用带直流偏置的正弦调制波，消除了线性近似法所导致的输出电压波形过零点附近的畸变。通过一台1kW原理样机的实验结果，验证了该变换器的优点和改进SPWM控制方法的有效性。     

基于DSP的光伏并网逆变器的设计

介绍并网逆变器的设计方法,采用TMS320F2812作为控制器,通过改进型SPWM电流跟踪控制实现输出电流与电网电压同频同相,从而使电流跟踪误差显著减少。同时阐述了最大功率跟踪及孤岛检测的原理,给出了具体的解决方案。最后给出了基于TMS320F2812的软件设计,并进行了样机实验,结果表明并网电流波形良好,所设计的逆变装置具有良好的稳定性和可靠的控制策略。     

双极性单相SPWM逆变器滤波电感电流值的近似计算方法

逆变器满负荷时的电感电流有效值和电流峰值是滤波电感设计的两个重要参数。分析了双极性单相SPWM逆变器的输出电压特性及LC滤波电路的特性,提出了一种近似计算滤波电感电流有效值和电流峰值的方法。与仿真结果相比较,本近似计算方法具有较高的计算精度,为正确选择滤波电感提供了依据。