分布式新能源多功能并网逆变器新型控制策略

在传统的分布式新能源并网逆变器控制策略的基础上,提出了一种基于模型预测控制的多功能并网逆变器控制方法,使并网逆变器向电网以及本地负荷提供有功功率的同时,补偿本地负荷所需的无功功率,该方法包括电流检测和电流控制。为抑制电网谐波对电流检测的影响,采用基于正弦信号积分滤波器的电流检测方法;为提高控制系统的动静态性能,实现逆变器输出电流快速跟踪参考电流指令,采用了基于模型预测控制的电流控制方法。利用RTDS调用C程序的仿真研究方法,兼顾了仿真模型的精确性与控制算法程序的可移植性,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

一种电流源型并网逆变器的有源阻尼控制策略

针对微网中电流源型并网逆变器中滤波器自身谐振问题,比较分析了无源阻尼和有源阻尼谐振抑制方法,提出了一种基于输出滤波电容谐波电压检测的有源阻尼控制策略,给出一种虚拟电阻计算方法.基于该控制策略建立了系统仿真模型.仿真结果表明,应用有源阻尼控制方案可很好地抑制滤波器自然谐振频率附近由逆变器输出高次谐波电流及由电网谐波电压在滤波器中产生的谐振.     

一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法

在并网逆变器的无差拍电流控制中,逆变器输出滤波电感值变化和滞后一拍延时会直接影响并网电流的畸变率、系统稳定性与动态响应速度.对此,本文提出了一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法,减小了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变,有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题,降低了系统闭环传递函数的特征根方程阶次,提高了系统的稳定性及动态响应速度.分析了滤波电感偏差系数对系统性能的影响,得到系统临界稳定的滤波电感偏差系数随着滤波电感的寄生电阻和线路等效电阻的增大而增大,随着采样频率的增大而减小的结论.综合考虑系统的稳定性与动态响应速度,给出了关键控制参数的优化选取范围.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.     

分布式发电系统并网逆变器输出功率的自适应控制

针对分布式发电系统中三相电压源型PWM并网逆变器控制问题,考虑滤波电感及其寄生电阻在实际中会发生不确定变化的情况以及外部干扰的存在,提出了并网逆变器输出功率的自适应控制方案,通过控制逆变器输出电流实现对输出功率有功和无功分量的解耦控制,实现了并网系统单位功率因数运行,同时保证直流母线电压的平稳。理论分析和仿真结果证明了所采取的控制策略的可行性和有效性。     

三相并网逆变器减少开关损耗定频模型预测控制方法

针对三相并网逆变器传统模型预测控制输出电压、电流频谱比较分散以及提高三相并网逆变器的效率,提出一种减少开关损耗定频模型预测控制方法。该方法在每一个开关周期采用三个电压矢量,各电压矢量的作用时间与目标函数成反比,实现三相并网逆变器输出电压、电流集中开关频率的整数倍(定频控制);同时,在每一个开关周期有一相的电力电子开关管一直开通或关断,减少了逆变器开关损耗。最后,建立起10 kW三相并网逆变器仿真模型,对所提方法进行了稳态、动态仿真实验。仿真结果表明:所提方法实现逆变器输出电压、电流频谱特性类似空间脉冲宽度调制方法;同时,系统具有很好动态性能。     

一种分布式电源并网谐波电流补偿方法

为了降低分布式电源并网时输出的谐波电流,针对并网逆变器控制系统和电网谐波源的特性,给出一种分布式电源谐波补偿方法.采用基于同步采样序列的FFT算法实现在线谐波测量,设计包含电压谐波前馈和电流谐波反馈的谐波控制器计算补偿信号,通过调整逆变桥的SVPWM调制波形实现了谐波补偿.利用该方法在5 kw分布式电源实验平台实验,对并网运行条件下谐波补偿的效果进行了测试.实验结果表明,该方法在线谐波测量结果准确,谐波控制器计算的补偿信号作用于系统可以有效降低并网电流的谐波含量.     

基于SVPWM的变参数三相并联APF的控制策略

为了抑制三相并联有源电力滤波器(APF)运行过程中参数变化对补偿效果的影响,提出了基于递推最小二乘算法的参数实时在线辨识控制策略。三相并联有源电力滤波器的参考电流则依据瞬时无功功率理论检测获得。该控制策略基于在线辨识参数将参考电流转换为相应的参考电压,通过空间矢量脉宽调制技术控制电压源逆变器的输出,使它产生对应补偿电流。该控制策略原理简单,能改善补偿效果并易于实际应用。仿真实验验证了该控制策略的可行性、可靠性及鲁棒性。     

弱电网下模型预测并网逆变器控制策略

针对有限控制集模型预测控制系统在弱电网并网时存在电网阻抗无法忽略、电网电压突变、系统有延时、电流跟踪精度低的问题,提出了利用参考电流矢量角补偿的方法加以开关权重系数约束方式。首先搭建传统三相并网逆变器有限控制集模型预测电流控制模型;其次运用参考电流矢量角补偿方法,对预测电流参考值存在误差进行补偿来弥补因电网阻抗与系统电流波动产生的误差,并加入开关函数优化权重系数,使得系统具备两目标兼顾优化的特点,同时在电网电压发生突变时,系统符合并网要求,动态电流跟踪精度准确;最后通过Matlab/Simulink仿真验证了方法的合理性以及有效性。     

新型混合有源滤波器建模及其特性研究

为提高有源滤波器的滤波性能,减少日趋严重的谐波问题,提出了一种新的滤波系统结构。该文详细分析了工作原理,用数学建模的方法,建立了该滤波系统的控制模型方程,分析了在基于负载谐波电流控制逆变器输出电压的控制策略下,负载谐波电流的波动、电源谐波电压的波动、电网阻抗的波动、电网频率的波动对滤波系统控制性能的影响,接着分析了采用PWM控制下逆变器输出到电网过程中谐波电流相位的变化。研究表明该混合有源滤波器具有较大容量的无功补偿能力和较小的逆变器容量．试验和仿真结果证明该混合有源滤波器的正确性和可行性,对滤波器的设计和使用具有重要的理论指导意义和实用价值。     

离散时间模型预测控制在光伏并网中的研究

针对光伏并网逆变器的工作特性,提出了一种基于SVPWM离散时间模型预测控制（MPC）的光伏并网,构建了一个新型的价值函数,建立了光伏并网系统数学模型．在每个采样周期内,根据预测控制模型,对三相并网逆变器的8个电压矢量进行筛选,得到使价值函数最小的电压矢量,并根据预测算法,计算出电压矢量在下一个采样周期中所作用的时间．通过Matlab／simulink分别对传统的滞环控制以及离散时间模型预测的光伏并网进行了仿真,验证了基于MPC的光伏并网具有更好的动态、静态特性,并网网侧谐波小,实现了旃由电流以及q轴电流的解耦控制,对光伏并网具有一定的意义．     

多功能并网逆变器的预测-等效滑模控制策略

为满足分布式发电系统中新能源消纳和电能质量治理的需求,对多功能并网逆变器（multifunctional grid-tied inverter,MTGTI）兼具电能质量治理功能的关键技术进行研究,针对传统控制方案中补偿电流检测方法精度不高、控制跟踪效果较差的问题,提出一种基于改进型滑模的整体控制方案。首先,将平均值算法引入基于FBD（Fryze-Buchholz-Depenbrock）功率理论的谐波及无功检测方法,提高了补偿电流检测的精度及响应速度,从而提升指令电流的准确度。然后,在滑模控制（sliding mode control,SMC）的基础上结合模型预测控制（mode predictive control,MPC）,提出预测-等效滑模控制策略,进一步提高了多功能并网逆变器对复杂指令电流的高精度快速跟踪的控制性能。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台,在并网、负载不平衡、负载突变等不同状态下,验证所提整体控制方案的可行性及有效性。     

可选择谐波型有源滤波器的检测及其闭环控制

为了实现对电力系统谐波的实时和精确补偿,该文提出了一种用于有源电力滤波器任意指定次谐波的检测方法以及基于该检测方法的闭环控制方法。这种有源电力滤波器由选择性谐波检测环节、电压控制和电流控制环节组成。为了补偿数字控制器和逆变器带来的延时,在检测环节中加入了预测补偿角。电压闭环控制方法借助检测环节实现了对谐波电流发生电路中逆变器直流侧的电压控制。电流闭环控制方法使得实际补偿电流精确地跟踪检测出的谐波指令电流。仿真结果验证了该控制方法的正确性,在采用上述方法后,电源电流得到根本的改善。     

基于matlab的并网逆变器输出的谐波抑制研究

逆变器是新能源并网时必不可少的部分,但它并网输出时波形中含有大量谐波,对电网电能质量造成严重的影响.本文对逆变器在SPWM控制下滤波输出的谐波抑制进行探讨,重点对工程实践中常用的几种无源滤波器的滤波情况进行了比较分析,给出了全桥逆变器拓扑结构,构建了3种滤波器的数学模型,并利用matlab软件平台进行了仿真,通过对输出电流的FFT分析发现,LCL方式滤波的总谐波畸变率最低,是一种较好的滤波方式,在并网逆变的实际中有一定的应用价值.     

基于改进型谐波检测方法的并联型有源滤波器的闭环控制

介绍了一种基于改进型谐波检测方法的并联型有源滤波器的闭环控制方案.该改进型检测方法用积分、延时和增益环节代替传统ip,iq检测方式中的低通滤波器,检测延时可减少到1/6个电源周期,同时这种方法可以推广到单相、三相四线电路和三相不平衡负载的场合中.采用三角载波方法进行电流闭环跟踪,主电路器件开关频率固定且补偿电流准确跟踪指令电流.基于能量平衡原理并借助检测环节实现了逆变器直流侧电压的闭环控制.仿真结果验证了该控制方案的正确性,采用该方案后,电源电流得到有效改善.     

电网波动下并网逆变器的解耦双同步法研究

电网电压不平衡时,并网系统中含有正、负序电压分量.由于负序电压分量的存在,使用传统控制策略时系统中会出现大量谐波,影响逆变器输出电流质量.针对此问题,提出一种基于解耦双同步的四闭环并网逆变器控制算法,对正、负序电压分量进行分离控制,能有效减小负序电压分量的影响.在Matlab/Simulink中搭建模型分别对电网电压不平衡时采用传统控制策略和基于解耦双同步控制策略的控制过程进行仿真对比研究.仿真结果表明基于解耦双同步的并网逆变器控制算法可有效减小负序电压产生的谐波,提高逆变器输出电流质量.     

三相并网逆变器的混杂自动机模型分析

针对三相并网逆变器中电流谐波大和发生扰动后系统动态响应时间较长的问题,提出一种基于混杂自动机模型的控制器设计方法,并在此基础上提出了基于有限时间稳定的稳定性分析方法.首先,针对给定的三相逆变器,建立基于开关函数的状态方程;然后,在此基础上根据三相逆变器的工作模态,从适当增加工频周期的切换区间和减小电流谐波的角度建立混杂自动机模型,并将1个工频周期按三相母线电压大小划分为12个区间,从而得到相应的控制规则;最后,根据有限时间稳定的方法对改进后的基于混杂自动机模型的控制器进行稳定性分析.仿真结果与实验结果验证了所提出的自动机模型及其控制器能够有效降低并网电流的谐波畸变率,使其低于0.56%,并且能够有效增强系统的抗干扰能力.     

动态矩阵的三相并网逆变器抗扰动控制方法

为解决传统PI控制不足,有效降低电网电流谐波畸变率,提出一种基于动态矩阵的三相并网逆变器抗扰动控制方法。该方法通过阶跃响应法建立三相LCL并网系统的预测模型,设计LCL滤波器参数保证系统的稳定性,选择并网电流作为控制对象,设计动态矩阵滚动优化目标函数和反馈校正环节,以控制增量的形式对SVPWM调制波的调制比进行预测控制。仿真结果表明,在外界较大扰动下,与PI控制相比,基于动态矩阵的控制方法可将并网电流谐波畸变率降低134%,具有更好的抗扰动性     

并网逆变器的分裂电容无源阻尼设计与控制

针对电感电容电感(loop capacitor loop,LCL)滤波的三相并网逆变器控制存在的谐振问题,结合分裂电容和无源阻尼两种方法,提出了分裂电容无源阻尼方案以及参数设计方法。首先,比较分析了分裂电容无源阻尼方案和完全电容阻尼方案之间的能量损耗与分裂电容容值比的关系;其次,分析了不同频率下能量损耗与分裂电容容值比的关系,使分裂电容容值比参数得到了进一步的优化。通过建立的MATLAB/Simulink仿真模型验证了该参数设计能够更有效地抑制谐振问题,降低并网电流总谐波畸变率和能量损耗,提高了系统的稳定性和动态性。     

提高并网电能质量的并网逆变器矢量控制策略

并网电能质量对逆变器并网的成功与否有很大影响。为了提高并网质量,通过对并网电感值及开关频率的研究来减少谐波、频率波动等因素的影响,采用五段式SVPWM算法,提出一种改进型矢量控制策略。主要对电流内环控制系统进行了设计,完成了前馈解耦控制、PI控制器及其前馈补偿控制。最后基于电网电压定向的矢量控制系统,在理想电压、加入谐波和频率波动的情况下对系统进行仿真验证,证明了此控制策略的可行性。     

三相四线制APF电流预测控制策略仿真

针对三相四线制有源电力滤波器(APF)固有延时造成APF补偿性能下降问题,提出了一种基于神经网络的电流预测控制方法。研究了基于神经网络模型预测控制的基本原理。建立了三相四线制APF电流预测控制结构模型。在此基础上设计了神经网络预测控制器。实现了对三相四线APF电流的预测控制。仿真实验结果证明,基于神经网络的电流预测控制具有较好的跟踪能力,克服了网侧电流存有毛刺的现象。提高了APF补偿能力。