基于LLCL型并网逆变器的复合控制方法

LLCL（电感-电感-电容-电感）型并网逆变器因存在串联谐振支路,能够极大地衰减开关频率处的电流谐波成分。在两相静止αβ坐标系下,采用双闭环控制策略对并网电流直接进行控制。比例复数积分控制能实现交流信号的无静差跟踪,但其动态性能差,准比例谐振控制不仅能实现对交流信号的控制还能保留一定的带宽。故外环采用比例复数积分和准比例谐振控制并联的新型控制策略,内环采用电容电流反馈的有源阻尼方法抑制LLCL逆变器存在的谐振问题。最后基于RT-LAB搭建了半实物仿真实验平台并建立LLCL型并网逆变器模型,通过半实物仿真实验验证了控制策略的可行性。     

基于自抗扰控制的单相光伏并网逆变控制器设计

传统的双环PI控制无法满足LCL并网逆变器电流谐波,输出电压扰动大;线性自抗扰技术可以通过线性扩张状态观测器和线性控制律对总扰动进行实时估计和补偿,大大提高并网逆变控制器的性能.为提高系统输出对电网电压扰动的抑制能力和系统的起动性能,引入电网电压前馈控制策略,提出基于自抗扰控制的电网电压前馈控制策略,采用MATLAB软件进行仿真.仿真结果表明,基于线性自抗扰控制下的单相光伏并网控制系统可实现对入网电流的无静差跟踪,提高了系统抑制电网电压扰动的能力,入网电流的总谐波失真小.     

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.     

基于准PR控制方法的三相光伏并网逆变器研究

光伏并网逆变器的控制方法是实现光伏系统顺利并网的关键.为了提高并网电流的质量,减少并网谐波对电网的干扰,选用LCL型三相光伏并网逆变电路.在并网控制方法上采用基于并网电流和电容电流的准比例谐振(QPR)双环控制方法,同时引入电网电压前馈补偿,并与SVPWM相结合.在MATLAB/Simulink下的仿真结果表明,该控制方法可以实现对基波正弦量的无静差跟踪,提高了系统的稳定性,对光伏并网发电系统的实际运行具有重要意义.     

光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略

针对光伏并网逆变器采用准比例谐振控制策略时,忽略了LCL滤波器本身存在的谐振问题,采用无源阻尼和有源虚拟阻尼电阻并联两种方案,抑制LCL滤波器产生的谐波,提高并网电压和电流的稳定性.通过建立无源和有源的系统控制模型,构建开闭环传递函数,从而求出前馈系数.研究结果表明:有源阻尼电阻并联比无源阻尼电阻并联方案能更好抑制谐波,不额外增加功率损耗,能提高系统的动稳态性能,降低并网电流和电压的谐波含量.     

基于自适应虚拟电阻的广域有源阻尼器

并网逆变器是分布式发电系统与电网之间的电能变换接口,然而,随着分布式电源的广泛分布,并网的公共耦合点(pointofcommoncoupling,PCC)和电网之间含有较长的输电线路、较多的隔离变压器,导致电网和发电系统之间联络变弱,电网等效阻抗增加,电网呈现弱电网特性.并网逆变器与电网弱联络时,并网逆变器的锁相环(phase-locked loop,PLL)、电流控制环的控制作用会在较广的频域内引入负阻尼,可能导致系统在广域范围内失稳.为了解决这一问题,本文建立了考虑PLL影响的并网逆变器广域阻抗模型,提出了基于阻抗分析的广域稳定性判据,并在此基础上通过在PCC点并联有源阻尼来稳定系统的方法设计了一个广域有源阻尼器,将其并联连接到PCC点,使其在PCC点合成一个并联阻尼电阻以抑制系统产生的谐振.当系统工况发生变化时,通过提取PCC点谐振电压并利用谐波含量限制的方法来自适应调节虚拟电阻值,实现广域范围内镇定系统的效果.最后在MATLAB/Simulink中搭建了并网逆变器等值系统模型,通过时域仿真验证了该广域有源阻尼器的正确性和有效性.仿真结果表明,并网逆变器与电网弱联络时,PLL、电...     

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.     

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.     

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．     

LCL并网逆变器二自由度PID单电流有源阻尼方法

提出了一种LCL并网逆变器二自由度比例积分微分(two degrees-of-freedom PID control,2DOF-PID)单电流反馈有源阻尼控制策略,其由比例积分(PI)环节和不完全微分环节两部分构成.比例积分环节控制并网电流高质量接入电网;不完全微分环节增强LCL逆变器的阻尼系数,有效抑制系统与电网形成的谐振尖峰,提高系统可靠性与稳定性,并改善系统的动态响应速度.该方法不用增加电压和电流传感器,系统成本低.建立了2DOF-PID控制系统的传递函数,分析了系统的稳定裕度与动态特性,选取了合适的控制参数,构建了系统仿真模型和实验平台.仿真与实验结果表明:2DOF-PID控制的LCL并网逆变器的满载并网电流畸变率仅为2.2%,远低于国家标准(GB/T 30427-2013)的要求;当系统从半载跳变到满载时,系统超调量低于9%,响应速度比其他方法更快.     

具备电压稳定和谐波抑制的分频下垂控制器研究

针对以分布式发电为主的微网中可能存在的谐波问题,设计出同时兼备能量转换和谐波抑制的复合型逆变器,可有效解决此类问题。利用分频下垂控制策略和虚拟阻抗技术有效解决多逆变器并联运行时各逆变器在基波及谐波域均按照各自的容量承担负载。通过研究目前分频下垂控制策略谐波抑制效果不佳及没有考虑新逆变器并入系统带来的问题。本文在谐波域下垂控制中引入电压闭环负反馈,避免了新逆变器并入系统带来的冲击对公共节点电压偏移和谐波抑制的影响,提高了下垂控制的鲁棒性。并且讨论不同容量逆变器下垂系数与虚拟阻抗设计时的比例问题,使得各逆变器在基波及谐波域均能按各自容量分配功率。最后设计出符合谐波抑制效果明显,电压偏移小,基波及各次谐波域内均能按容量分配功率的分频下垂控制器。通过PSCAD仿真结果验证了该方不但可以抑制谐波,改善公共节点电压偏移,而且各逆变器在基波及谐波域均可功率精确分配。     

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。     

光伏并网功率调节系统的输出电流无静差跟踪控制

 逆变器输出电流的跟踪控制是光伏并网功率调节（PVPC）系统的重点,首先对三相PVPC进行数学建模并分析其动态结构,引出电网电压扰动的前馈补偿策略。然后进一步简化系统的电流闭环,分析PI控制校正技术后,引入无静差的电流跟踪技术,使得系统电流输出实时跟踪并网指令电流,电网电压的扰动影响为零。最后,为了验证提出的控制方案,进行了仿真实验与实验室样机实验,表明了方案的合理性、可靠性和实用性。     

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     

Z-源逆变器MPPT和逆变控制方法研究

Z-源逆变器由于采用了独特的阻抗网络,能够利用桥臂的直通状态实现自由升降压,因此,可在单级系统中同时实现MPPT和并网逆变功能.本文分析了Z-源逆变器的升压原理,讨论了直通占空比和逆变调制因子之间的制约关系,并在此基础上设计了直通占空比d0和逆变调制因子M分别独立控制MPPT和并网输出功率的逆变控制方案.该方案通过给d0和M分别划出合理的取值范围,改善了d0和M的相互制约关系,有效抑制了电网和光伏模块的相互影响.通过实验验证,该方案能够有效跟踪光伏电池最大功率点;稳态工作时,输出电流与电网电压同相位,谐波畸变小,输出功率因数高.     

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．     

多重电枢风电系统无电网电压传感器的并网逆变

以提高并网逆变器可靠性和降低成本为目的,采用基于虚拟电网磁链定向的无电网电压传感器的矢量控制策略;为了提高风电系统可靠性和容错能力,采用多重电枢直流侧电压并联运行的控制方案.详细分析单套逆变器数学模型和控制策略,实现两套逆变器并联运行并网.实验结果表明,三相并网逆变器输出电流正弦度良好,同时具有较好的动、静态特性,从而验证了方案的可行性和正确性.     

LCL滤波并网逆变器控制技术综述

并网逆变器是微电网与大电网的接口,控制进网电流质量是系统的关键.LCL滤波器具有良好抑制高频能力,但谐振频率处的谐振峰会导致系统的不稳定.针对LCL滤波器谐振电流控制技术,分析系统谐振的根源;结合典型电流抑制方案介绍控制器设计思想,分析设计方法的利弊.指出并网逆变器研究所面临的问题和未来的研究方向.