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.     

多逆变器并联的谐波功率均分下垂控制方法

针对不同线路阻抗的多逆变器并联的谐波功率均分问题,本文提出了一类改进的谐波功率均分下垂控制方法.该方法主要利用逆变器瞬时功率理论建立了谐波功率计算模型,基于传统谐波功率下垂控制框架,将谐波功率模型的滤波电容电压采用下垂控制输出的基波参考电压替代,控制器参考电流值的计算引入线路阻抗压降补偿.通过两相同容量逆变器并联运行的模拟实验,对所提方法进行了验证.仿真结果表明,本文方法可以提高并联逆变器谐波功率均分的精度,有利于改善并联逆变器输出的电能质量.     

一维波方程非同位误差反馈调节

采用自适应的方法研究了带有分布谐波扰动的一维波方程的误差反馈调节问题.假设谐波扰动的频率已知,振幅未知,量测输出为左边界位移与跟踪信号之间的跟踪误差及误差导数.首先,通过构造调节器方程将原始系统变为辅助系统,将分布的谐波干扰变为边界扰动信号.其次,仅利用可量测的误差信号设计自适应状态观测器及未知参数的更新律,从而估计出辅助系统的状态及谐波干扰、参考信号的未知振幅.最后,通过再次构造辅助系统将非同位的干扰与控制变至同一端,为被控系统设计边界误差反馈调节器,利用可逆的backstepping变换证明闭环系统存在唯一的有界解,跟踪误差渐近趋于零.     

软件实现同步采样的频域误差分析

分析了同步误差产生的原因,导出同步误差引起信号频域分析误差的计算模型,并以标准正弦波信号、含有谐波干扰的信号(电力系统中的实际电流、电压信号)为例,在频域中对软件实现同步采样的误差进行仿真计算与分析.结果表明,由于采样测量中存在同步误差,使信号频率发生偏移,信号幅值减小,信号泄漏增加,降低了微弱信号的分辨率.     

死区效应对逆变器并联环流影响的研究和仿真

在桥式逆变电路中,为了避免处在同一桥臂的上下两个开关器件发生直通故障,通常在PWM驱动信号中插入一段死区时间,但这样会引起输出电压波形的畸变.首先以单逆变器系统为基础研究了死区因素对输出电压的影响,并将死区造成的电压偏差视为一种谐波扰动,建立了逆变器并联系统的数学模型,研究了死区差异和系统环流之间的关系,并采用电压瞬时值反馈控制对谐波环流进行抑制,最后在Matlab/Simulink中对两个逆变器并联系统模型进行仿真,研究表明,各逆变单元死区间的差异与并联系统谐波环流之间存在着相互关系,死区差异的增大会同时增大系统的环流,仿真结果验证了这一结论的同时也表明了电压电流双环控制对死区造成的谐波环流具有一定的抑制作用.     

针对大功率非线性负载的有源滤波器

采用现有有源滤波器对大功率非线性负载进行谐波滤除时,要求逆变器同时具有很大的容量和较高的开关频率,这必然增加逆变器的技术难度和成本,限制了有源滤波器在大功率场合的应用.作者针对这一问题提出一种新型并联混合型有源滤波器,根据非线性负载产生的主要谐波分量设计逆变器以减小逆变器电流容量,同时逆变器输出电压频率较低,逆变器开关频率可相应降低.逆变器与无源滤波器电感并联,当逆变器发生故障时,无源滤波器仍能正常工作.由于并联滤波电感的分流作用,逆变器电流减小.此外,还提出一种以ip-iq法为基础的单次谐波电流检测方法.Matlab仿真结果表明,并联混合型有源滤波器滤波效果与现有并联混合型有源滤波器的滤波效果接近,但其中逆变器电流减少50%.     

科里奥利质量流量计数字信号处理方法和系统

文章首先介绍了各种求相位差的方法,并对这些方法进行分析比较.然后针对科里奥利质量流量计信号处理中存在的问题,即信号频率在小范围变化和信号易受谐波干扰,采用基于数字锁相环的方法处理科氏质量流量计的信号,并做了仿真.仿真结果表明,在有谐波干扰的情况下,数字锁相环方法可以准确地跟踪信号频率的变化和计算相位差.文章还设计了基于DSP的数字信号处理系统.     

基于单片机的数字信号传输性能分析仪的设计

本设计由数字信号发生及伪随机信号发生模块、低通滤波电路、数字信号分析电路等模块构成,通过MSP430单片机及DDS电路产生数字信号,由10M的有源晶振和移位寄存器产生伪随机信号。通过三个截止频率不同的低通滤波器对数字信号进行模拟干扰。伪随机信号发生器输出信号V3的幅度在100mV～TTL内可调。数字信号采用曼彻斯特编码,使其在分析电路中可以在很低的信噪比下从V2a中提取同步时钟信号,利用所提取的同步时钟信号作为示波器的触发脉冲,在示波器上显示出眼图,通过眼图幅度分析数字信号的传输性能。     

逆变器并联系统的等效电路

由典型的双闭环逆变器的控制框图,根据频率是否在逆变器的带宽范围内,得出了逆变器在直流、基波频率和高次谐波频率下的等效电路。说明了直流等效电路和基波频率下的逆变器等效电路与控制参数和主电路参数都相关,而高频等效电路只与逆变器主电路中的滤波器参数有关。根据单台逆变器的等效电路得到了并联系统的等效电路,给出了并联系统的在不同等效电路下环流的大小。仿真结果验证了所给等效电路的正确性。     

电网随机扰动下的光伏微网逆变器建模及控制研究

本文为了研究光伏微网逆变器系统在施加随机扰动时的控制方法及性能,在光伏微网逆变器系统的公共连接点信号上施加随机扰动,并考虑随机扰动情况下进行建模,采用引入积分补偿的预测控制方法,既可预测系统未来的输出状态,也能消除静态误差,有效地抑制逆变器输出的电流、电压失真现象,保持系统的稳定性。基于MATLAB的Simulink平台搭建了逆变器系统仿真模型,仿真结果得到逆变器输出的电流、电压的总谐波失真度(THD)分别为0.57%、2.57%,满足国家电网对总谐波失真度(THD≤5%)的标准,并且保证了输出波形的稳定。研究表明:这种改进后的控制方法可使在有随机扰动情况下的单相光伏微网逆变器系统保持稳定,对光伏微网的理论和应用研究具有一定的参考价值。     

一种新颖的用于单相逆变器的重复控制器

单相逆变器越来越被广泛应用于不间断供电装置和其他工业设备中.为了让单相逆变器能够输出高质量及最低谐波总含量的正弦波电压,提出了一种新颖的数字重复控制算法.在这种方法中,重复控制器嵌套于状态反馈控制中,其中重复控制器能够消除周期性的扰动,跟踪周期或直流参考信号,实现无差跟踪.这里系统地阐述了该控制器的设计方法,并分析了采用该控制器的系统的稳定性.基于设计结果搭建仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性.     

采用统一虚拟阻抗控制的逆变器并联系统

多逆变器并联控制常在各逆变单元中添加虚拟阻抗提高功率均分精度,为简化各种工况下并联系统中各逆变单元的虚拟阻抗控制逻辑,提出一种统一虚拟阻抗控制方案.首先,对各逆变器所需的虚拟阻抗值统一进行自适应调节,提高并联系统的功率分配性能,增强供电可靠性;然后,在PLECS软件中搭建由两台逆变器组成的并联系统仿真模型,验证文中方案的有效性.研究结果表明:文中方案能够适应线路阻抗差异,有效提高并联系统稳态功率的均分精度,实现输出功率的灵活分配控制.     

基于自适应虚拟阻抗的逆变器并联控制策略

低压微网中，各并联逆变器之间的连接线路因长度、损耗等不同导致各逆变器并联线路阻抗存在明显差异，在常规下垂控制下，各并联逆变器间有功功率存在无法均分的问题。针对上述问题，提出了一种基于虚拟阻抗的自适应控制策略。首先，以逆变器功率传输特性与阻性下垂控制方程为基础，分析并联逆变器在线路呈阻性时有功功率分配不均的原因；其次，在传统定值虚拟阻抗基础上，通过引入并联逆变器的输出功率差构造虚拟阻抗，自适应地补偿线路阻抗差异，在不获取本地线路阻抗参数的情况下实现功率均分；最后，在MATLAB/Simulink仿真平台上建立逆变器并联系统的仿真模型，进行验证和分析。结果表明，所提方法能有效实现逆变器间有功和无功功率的均匀分配，且适用于本地负载不同的情形。基于自适应虚拟阻抗的控制策略改善了并联逆变器间功率的均分水平，可为低压微网中并联逆变器功率控制的优化设计提供参考。     

基于Sugeno-Mamdani模糊模型的电流跟踪型光伏并网逆变器

针对并网光伏逆变器对于输入量变化大、控制算法复杂,开关频率大而导致逆变器发热的问题,提出一种分段控制策略.利用模糊控制算法对输入变化不敏感的特点,设计一种输出PWM控制信号变化较小的逆变器,从而减小开关器件的负荷达到提高逆变效率的目的.设计采用分段控制当输出误差很大的时候使用sugeno模型,当输出误差较小时使用mamdani模型,该文中以单相全桥逆变电路为例,给出详细的仿真分析,仿真结果表明,设计的逆变器与传统控制方法相比,具有稳定性好、抗扰动型强、开关频率低等优势,输出电流的总谐波失真(THD)为1.73%,能够与并网电压达到同频,输出功率因素非常接近1,达到了系统并网发电要求.     

逆变电源无线并联系统稳态频率无差的仿真实现

逆变电源无线并联系统常采用传统无线并联理论,即电压-频率下垂理论控制,采用此方案控制的并联系统,其稳态输出电压频率与指令值有偏差,且所带负载越重,稳态输出频率下降越多,当偏差超出允许范围时就会对所带负载造成影响,使其不能正常工作。该文采用改进有功功率控制环的滤波器和调节器算法,在不影响系统动态响应速度的条件下,仿真实现了系统输出频率稳态无差控制,对实际应用具有指导意义。     

具有有功功率自备用能力的光伏系统虚拟同步控制研究

虚拟同步机技术以模拟传统同步发电机组机电暂态特性的控制方式,使光伏并网逆变器具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性.然而传统光伏虚拟同步技术需要依靠外加储能系统,才能实现虚拟同步动态响应,这将大幅增加光伏并网系统的建设成本.针对此问题,提出一种降功率虚拟同步控制策略,利用光伏出力的非线性特点,通过适当降低...     

无互联线逆变器并联系统中并机控制系统的设计

介绍了逆变器无互联线并联系统中单台逆变器切入交流母线的工作原理。设计了基于DSP控制的并联切入系统的整体框架,在此框架内比较了几种判断交流母线有无电压方法,并分别分析了这几种方法的优点和缺点,在此基础上提出了一种全新的判别方法,此方法与数字锁相环结合控制,大大节约了逆变器并联系统硬件成本和软件资源,取得了良好的控制效果。     

一种新的自适应相位偏移并网孤岛检测方法

孤岛检测是分布式发电并网研究的难点,特别是在逆变器输出与负载功率平衡时难以检测出孤岛.频率或相位偏移等主动检测方法在逆变器输出与负载相位匹配时孤岛检测失效.本文提出了一种新的孤岛检测方法——自适应相位偏移法.该方法使逆变器输出电流的相位周期性累加式变化,同时检测频率的变化来调节相位的正反馈,有效地打破逆变器输出和负载之间的功率平衡或相位匹配,从而快速检测出孤岛状态,且不存在检测盲区.仿真结果证明了其可行性.     

一种新型光伏并网逆变器同步控制策略

为使光伏并网逆变器能够实时跟踪电网电压,需要对逆变器实施一种合理的同步控制.常用的无差拍控制具有瞬时响应快、精度高等特点,但是其自身鲁棒性差,难以抑制非线性负载干扰信号的扰动,重复控制可以精确跟踪电网波形,有效抑制谐波,缺点是控制指令总会滞后一个周期输出,动态响应慢.基于此,提出了一种复合同步控制策略,建立了仿真模型,并在仿真软件Matlab/Simulink下进行了仿真实验.结果表明,该控制策略相比常用的控制方法精度高、稳定.它即提高了系统的响应速度又完善了输出波形,并且可以有效抑制非线性干扰信号的扰动.证明了新型复合同步控制策略在光伏并网逆变器中应用的可行性.     

结合频率预测的虚拟同步发电机自适应参数控制策略

在基于虚拟同步发电机的逆变器控制模块中加入频率预测环节,得到系统受扰动后频率的最低值或最高值。基于预测的频率最值,在满足储能释放最大容量不变和逆变器输出功率不超过额定容量的前提下,利用逆变器参数能够实时调节的优势,增大虚拟转动惯量和阻尼系数的整定区间。结合更灵活的参数取值方法,提出转动惯量和阻尼系数协调控制策略,从而改善受扰动后系统频率和输出功率的恢复效果。根据二阶系统响应指标要求,给出参数整定方法。最后,利用Matlab/Simulink仿真,在孤岛和并网模式下验证所提控制策略的有效性。