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．     

实时电流跟踪型并网逆变器谐波抑制方法

提出了一种改进的带非线性负载的三相并网逆变器谐波抑制方法,此方法不仅简单,而且与传统的谐波抑制方法相比具有较强的鲁棒性.利用检测电流的方式以及两个PI控制器的调节作用实现谐波电流的实时跟踪.通过Matlab/Simulink仿真结果表明提出的实时电流跟踪型并网逆变器谐波抑制策略不仅可以抑制非线性负载带给电网的谐波干扰,而且当负载大小变化后仍可以实现有效抑制.     

EL模型三电平并网逆变器无源控制

为解决“T”型三电平并网逆变器非线性控制问题,根据其拓扑结构,建立了欧拉-拉格朗日数学模型.基于EL模型和无源控制(PBC)理论,通过对系统注入阻尼设计系统的无源控制器.该控制器能够使光伏并网逆变器d-q轴电流解耦,实现网侧单位功率因数、电流低谐波;同时,使并网逆变器具有良好的动态、静态特性.仿真实验结果表明本文设计的无源控制器是可行的.     

基于滤波电感辨识及延时补偿的并网逆变器模型预测控制

针对三相并网逆变器采用传统模型预测控制时,因模型失配造成输出电流畸变率大、谐波含量高、并网效率低的问题,文章提出了一种基于滤波电感辨识及延时补偿的模型预测控制方案,将在线辨识的滤波电感和延时补偿的电压电流应用到三相并网逆变器模型预测控制系统中,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真,仿真结果表明:基于滤波电感在线辨识及延时补偿的模型预测控制具有很好的动、静态特性,输出电流正弦度好、谐波含量少,验证了方案的可行性和正确性.     

单相LCL型并网逆变器的准比例谐振控制

针对准PR控制器对高次谐波抑制能力不足的问题,文中基于单相LCL型并网逆变器提出了一种准比例谐振(PR)控制策略;该策略在准PR控制器的基础上增加了高次谐波补偿器,准PR控制器用于实现对并网电流基频分量的无静差控制,高次谐波补偿器用于抑制特定次谐波分量;同时针对LCL的谐振尖峰,设计了基于电容电流反馈的有源阻尼。研究结果表明:所提方法可有效的将并网电流的THD从4.3%降低到2.8%,改善了并网电流的质量,验证了所提出的改进型准PR控制策略的可行性。     

考虑谐波电流的并网逆变器阻抗模型研究

分布式发电系统挂载了大量的并网逆变器,逆变器侧和电网侧的谐波存在交互作用,会影响系统的稳定性.本文推导了单相双闭环LCL并网逆变器的阻抗模型,分析了考虑非线性因素下的阻抗模型.为提高系统阻抗模型的准确性,在研究系统低频特性的基础上,提出直接将并网逆变器谐波电流引入到并网系统阻抗模型中,建立谐波阻抗模型.利用提出的谐波阻抗模型对多逆变器并网系统进行建模和谐波交互分析.以电路模型为基准,对采用谐波阻抗模型进行谐波分析的结果做了比较.仿真结果验证:谐波阻抗模型具有较高的准确性.     

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。     

三相光伏发电系统瞬时电流控制及其孤岛检测技术

以三相光伏并网系统为对象,研究了一种逆变器瞬时电流控制策略以及基于功率解耦控制和新型锁相环的孤岛检测方法.基于逆变器参数的瞬时电流控制作为内环控制器可以实现准确快速的电流跟踪,有功无功电流解耦控制作为外环控制器用来稳定逆变器直流电压稳定以及实现并网功率输出.还设计了一种基于无功-频率关系的锁相环,将该锁相频率作为正反馈...     

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.     

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.     

新能源动力船舶中逆变器下垂控制技术

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,应用陆上大电网并网逆变理论,研究新能源动力船舶供电系统中与同步发电机并联的逆变器下垂控制技术能否满足船舶电网要求。分析了逆变器拓扑结构,建立了数学模型,在此基础上确定由电压环、电流环和功率环组成的三环控制策略,并提出了控制器参数的设计方法。仿真结果表明,基于下垂控制技术的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,能够满足船舶的用电需求,可实现新能源动力船舶在负载波动工况下稳定运行。     

双并联处理型综合电能质量调节器的研究

提出了一种新型的综合电能质量调节装置,通过在电源与负载之间连接一组三相电抗器,在连接电抗器的两端分别并联一套逆变器,能够实现与传统UPQC相似的综合电能质量调节功能,且结构简单、易于控制.装置采用了基于功率控制的系统控制策略,控制思路为:负载在额定电压下的有功功率全部由电源通过连接电感提供,谐波和无功功率由负载侧逆变器提供,即可实现负载电压的补偿和有源滤波功能;电源侧逆变器提供连接电感电流中的无功功率电流分量,实现电源供电功率因数的调节.仿真表明:电源电压发生跌落时,通过调节可在半个工频周期内将负载电压稳定为额定值;当负载电流中含有谐波和无功功率分量时,可将电源电流调节为与电源电压同相位的基频正弦波.     

融资约束如何影响出口边际：来自我国制造业行业的证据

研究了一种适用于兼顾无功补偿的微网光伏并网逆变系统,提出一种单相光伏逆变器的复合控制方法.根据单相光伏逆变器的功率平衡原理,推导出光伏逆变器的直流侧二次纹波电压的大小,由此进行校正补偿消除逆变器输出的三次谐波电流.光伏单相并网逆变器的前馈基波调制信号可由其稳态数学模型得出,从而进行输出电流快速前馈控制,然后利用无差拍控制器来实现输出电流的闭环控制,从而形成了前馈+反馈的复合控制方法,可以实现单相逆变器输出电流的快速、无差跟踪.实验和仿真结果表明了本文所提出的复合控制方法能够提高光伏并网逆变器的工作性能,并改善微网的电能质量.     

三相四桥臂并联逆变器的零序电流建模与控制

针对三相四桥臂逆变器直接并联时的零序电流控制问题,通过建立直接并联三相四桥臂逆变器的桥臂平均模型,推导出零序电流的动态平均模型,揭示了系统中零序环流的形成机理.基于常用的载波正弦脉冲宽度调制(SPWM)方法,提出了基于第四桥臂电流闭环的直接并联三相四桥臂逆变器零序电流控制方法,从而抑制了两组直接并联逆变器第四桥臂中线间的零序环流.仿真和实验结果表明,所提出的控制方法能有效解决直接并联三相四桥臂电压源逆变器间的零序环流控制问题,可为微电网中大功率新能源发电并网逆变器的并机扩容提供技术保障.     

基于PID和重复控制的三相四桥臂逆变器的研究

在三相四桥臂逆变器被解耦成三个单相逆变器的基础上,提出了一种PID与重复控制相结合的控制策略.首先采用开关周期平均法和旋转坐标变换,建立旋转坐标系下的平均大信号模型,在此模型的基础上设计简单明了的PID控制器.其次对整个系统进行重复控制器的设计,居于外环的重复控制可以减小周期性扰动产生的畸变,提高系统的稳态性能.仿真结果表明,在不平衡负载和非线性负载情况下,逆变器都能够保持完好的电压输出特性和良好的动态特性.     

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     

基于模糊-内模双环控制的船岸并网系统

针对靠港船舶与岸电装置并网失电、并网电压跌落、频率不稳定以及并网环路电流大等问题,提出了一种基于下垂原理的外环模糊控制与内环内模控制相结合的逆变器的船岸并网系统,实现靠港船舶与岸电的柔性并网,即并网冲击可控、负载平稳转移,保证负荷不断电情况下实现平滑切换。对船岸并网系统整体过程进行设计与仿真：整流侧使用三相PWM闭环控制;逆变环节采用基于下垂原理的模糊PI电压外环、内模电容电流内环的双环控制结构;船舶供电系统采用同步发电机模型。仿真结果表明：直流侧电压输出稳定并可调,高低压上船方式可调范围分别为500~1000V、1200~2000V;并网电流谐波含量分别为0.35%、0.40%;并网电压幅值、频率稳定且实现负荷平稳转移。     

三相四桥臂逆变器的复合控制

随着风能、太阳能等清洁能源在电网中的应用,逆变器不可或缺.电网中的谐波和不平衡负载影响电网的电能质量,因此逆变器的控制策略及控制方法尤为重要.为提高电能质量,以三相四桥臂逆变器为模型,提出了比例积分PI、矢量谐振(vector resonant,VR)控制和重复(repetitive control,RC)控制相结合的复合控制方法.其中比例积分控制器能够抑制直流分量的干扰;矢量谐振控制器能够抑制特定频率且含量较高的谐波;重复控制器抑制多次且含量较低的谐波并减小稳态误差.仿真结果验证了所提控制方法能有效提高逆变器输出电压电流波形质量.     

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。     

电网短路状态下并网逆变器的谐振控制

为了改善电网短路故障情况下直驱式永磁风电系统的并网逆变器控制性能,提出基于比例积分谐振控制器的并网逆变器直接功率控制算法,通过设置基频谐振控制器实现网侧变流器输出电压、电流信号的无静差跟踪,同时在直流母线侧通过2倍工频谐振控制器可以抑制电网故障状态下直流母线的电压波动．与传统网侧逆变器的交直轴电流双闭环PI控制相比,该算法无须分离正负序电流分量,从而避免了电流滤波环节带来的系统带宽减小的弊端．在PSCAD／EMTDC环境下建立基于背靠背变流器的1．5MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果表明：当电网短路导致电压不平衡时,结合能量卸荷电路能够抑制直流母线电压的升高,限制了电网过电流,可以实现网侧逆变器的单位功率因数控制,增强了风电机组的故障穿越能力．同时搭建了10kV·A样机系统,试验波形证明了系统设计与控制策略的正确性和先进性．