全数字化逆变电源并联系统环流特性分析

分析了模块化SPWM逆变电源并联系统的环流工作特性和均流控制机理．针对全数字化控制SPWM逆变电源的电压调制特性以及死区和公共负载等非线形因素的影响,研究了并联电源系统的较高次谐波特性以及谐波环流对并联系统运行和输出电压特性的影响．     

全数字化逆变电源并联系统环流特性分析

分析了模块化ＳＰＷＭ逆变电源并联系统的环流工作特性和均流控制机理,针对全数字化控制ＳＰＷＭ逆变电源的电压调制特性以及死区和公共负载等非线形因素的影响,研究了并联系统的较高次谐波特性以及谐波环流对并联系统运行和输出电压特性的影响。     

基于虚拟同步发电机的逆变器并联环流抑制策略

针对多个逆变器并联运行时产生的系统环流问题,提出了基于虚拟同步发电机的逆变器并联环流抑制策略.首先采用虚拟同步发电机算法,可以使得逆变器的并联系统稳定,其次在电压电流双闭环控制环节中加入虚拟阻抗来模拟大电感,既可以达到抑制环流的目的,又可以有效地抑制系统输出端电压的跌落.通过搭建仿真模型并进行了仿真研究.仿真结果表明该控制策略对系统的环流有明显的的抑制作用.     

一种400Hz逆变电源的无线并联综合控制方法

针对传统无线下垂并联控制系统稳态均流精度和输出电压控制精度之间存在的固有矛盾,以及输出电压幅值控制中存在的无功功率偏差的问题,本研究采用了一种新型并联综合控制方法,其中对幅值控制采用新的自适应下垂控制算法,以进一步提高无功功率的均分程度,同时电压精度与传统下垂法使用最小的下垂系数的输出电压一致;本研究采用虚拟阻抗使逆变器具有固定的输出阻抗,克服了由于输出阻抗不一致引起的环流过大;本研究还采用积分器补偿器,缓慢调整所有并联逆变电源参考电压的幅值和频率,使系统进入稳态后既消除环流又保证输出电压的控制精度。通过仿真验证了该方案的良好性能。     

两种新颖的三相SPWM逆变器死区补偿策略

为了解决三相SPWM逆变器死区效应带来的输出波形畸变、零电流箝位、电机转速脉动等不良后果,在分析了死区效应原理的基础上,针对死区时间对输出电压基波和谐波的影响进行理论推导和仿真分析,得出了输出电压变化量和功率因数角、调制因数的关系曲线图。在此基础上,从负载电流的角度提出了两种新颖的补偿策略:使用参考波修正和使用逻辑电路的补偿策略。在一台三相SPWM逆变器上进行了实验研究,通过比较补偿前后相电流的波形图和输出电压的频谱图,发现所提出的两种策略能够很好地抑制低次谐波和零电流箝位效应,提高系统的运行性能。     

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.     

采用扩展卡尔曼滤波器对PMSM死区补偿的方法

分析了永磁同步电机矢量控制中死区效应的影响,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)的死区补偿方法.在PWM逆变器中,死区会导致相电压产生非3整数倍的奇次谐波,进而影响电机控制性能,尤其在低速时更为明显.设计了能够估计αβ坐标系下的电流和谐波产生的电压误差的扩展卡尔曼滤波器,最终通过估算的补偿电压及电流方向确定αβ坐标系下的补偿电压.仿真和实验结果表明:该死区补偿方法可以较好地消除零电流钳位现象,有效地改善PMSM逆变器输出电流波形.     

谐波干扰下逆变器并联系统同步控制数字信号输出方法

在谐波干扰下,传统同步控制数字信号输出方法存在谐波频率偏移、波形畸变大、输出信号同步性差的弊端。为此,提出一种新的逆变器并联系统同步控制数字信号输出方法。通过分数傅里叶方法实现谐波干扰抑制。以两个逆变器并联系统向相同的负载供电为例,对逆变器并联系统的工作特性进行研究。不同逆变器并联系统通过采样同步总线中共享的信号,求出相位误差,依据获取误差对正弦基准数字信号输出进行同步控制。在同步控制的过程中添加频率控制,使得不同逆变器的频率保持在稳态频率的水平。实验结果表明,所提方法能够有效保证数字信号输出的同步性,实用性强。     

三相微网逆变器并联运行的新型三环控制策略

针对微电网的孤岛运行状态,非线性负载产生的谐波电流扰动和滤波参数摄动会严重影响逆变器输出电压的稳定性以及不同额定容量微源逆变器并联运行难以实现负荷功率的精确分配。在三相桥式逆变器的基础上,提出了一种新的三环控制策略,包括滑模电压内环、虚拟阻抗环和功率外环。最后,在理论分析的基础上,进行MATLAB/simulink仿真,验证了该控制策略能够降低输出电压的抖振和谐波畸变率,抵御滤波参数摄动,并且使逆变器满足功率分配的要求。     

一种并联分布式微源的无功功率均分控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,由于各逆变器之间的输出阻抗和馈线阻抗存在差异,因此,应用传统的下垂控制策略会导致逆变器间无功均分精度较低而造成环流问题。为了减小环流、提高无功分配的精度,提出一种改进型下垂控制的微电网无功均分策略。该方案利用低带宽通信获取各微源的无功功率信息,修改无功电压下垂特性曲线的电压偏置,达到提高无功出力分配精度的目的。同时,所提出的环流和负荷电压偏差为优化指标的目标函数,优化并设计控制参数。研究结果表明:改进的无功均分方法在不影响有功功率均分的条件下,极大提高了微源无功功率均分的精度,并具有良好的动态和稳态性能。     

孤岛微电网中逆变器并联功率与电压均衡控制技术研究

针对微电网中采用传统双环控制的逆变器并联系统功率均分精度较低以及输出电压和频率的偏移问题,分析了并联系统的功率均分机理及输出电压外特性,提出了一种基于虚拟阻抗和输出电压-频率瞬时值调节的逆变器并联运行功率与电压均衡控制策略。在传统的双环控制器中增加虚拟阻抗环,改善了输出阻抗特性,采用P-ω、Q-V下垂控制法提高了功率均分精度;同时加入输出电压幅值和频率调节环,对由下垂引起的电压、频率的偏移进行二次调节,能保证较高的输出电压质量。仿真和实验结果表明,所提出的功率与电压均衡控制策略使孤岛微网中的并联逆变器较好地均分负载功率,同时维持输出电压和频率为额定值,验证了所提算法的有效性。     

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%.     

基于改进型正弦脉宽调制算法的单相逆变器输出电压和波形控制

尽管SPWM调制能获得较好的正弦波,但其谐波问题仍然不可忽视,就单相逆变器输出电压和波形控制问题在SPWM调制的基础上进行了一些改进研究﹒采用了在基波正弦调制参考波中附加一个三次谐波分量的方法,采用matlab/simulink对传统SPWM控制下的单相逆变输出和改进型算法分别进行了仿真比较,结果表明,采用改进SPWM控制算法对单相逆变器输出进行调制时,基波电压输出明显增大,输出电压总的谐波畸变率明显降低﹒该改进方法对单相逆变器输出电压和波形控制有一定的实际价值﹒     

混合九电平逆变器的脉冲宽度调制

为实现混合九电平逆变器在变压变频调速场合中的应用,该文在分析混合九电平逆变器脉冲宽度调制(PWM)方法的基础上,深入研究了混合九电平逆变器的死区效应,并提出一种改进的补偿方法。同时,为保证混合九电平逆变器的运行安全,采用注入零序电压的方法来控制H桥辅助逆变电路的电容电压平衡。实验结果验证了电容电压平衡控制方法的有效性,而且采用改进的死区补偿方法能够补偿死区效应导致的不正常脉冲,使得混合九电平逆变器能输出较好的电压波形,输出电压总谐波畸变率小于3%。     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

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.     

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。     

基于PQ下垂控制的逆变器并联系统仿真研究

针对太阳能光伏发电系统并网的特点,分析基于功率下垂特性的逆变器无连接线并联控制的基本原理,通过对传统PQ法并联控制的下垂特性进行改进,得出一种可用于光伏并网系统的逆变器无连线并联控制方法,并进行MATLAB/Simulink仿真.仿真结果表明,该方法在系统输出滤波器参数变化时,能较好地解决并联系统逆变器模块间的环流问题.     

基于死区消除与补偿的T型三电平逆变器控制策略

为了避免三电平逆变器的上下桥臂直通,开关切换过程中会引入死区.死区会提高逆变器的输出电流谐波,降低逆变器的输出电压和电流.文中分析了死区在开关管换流过程中的作用,并在此基础上提出一种死区消除与补偿相结合的方法来消除其对逆变器的不利影响.当相电流足够大时,可以根据电流的方向输入不同的驱动信号,达到在没有死区的情况下防止开关管短路的目的.当相电流接近零点时,由于电流纹波的影响,死区消除方法并不适用,只能通过引入死区来提高逆变器的稳定性,然后通过死区补偿来消除其不利影响.实验结果证明,文中方法可以有效地解决死区问题.     

电压扰动下单相光伏并网系统建模和逆变输出分析

为了研究电压扰动现象对光伏发电系统逆变输出电能质量的影响,文中提出了在光伏系统中直流侧电压扰动的定义,并基于状态空间平均法建立了单相电压型脉宽调制(PWM)逆变器的数学模型,在Matlab/Simulink环境下进行了直流侧电压扰动仿真测试。仿真结果表明:在考虑电压扰动这一因素的情况下,系统输出电压总谐波失真和输出电流总谐波失真最大值分别为4.52%和2.15%,并通过曲线拟合得出谐波失真与电压扰动的数学关系式,可为寻求有效的波形控制策略提供仿真实验依据和数据支撑。