电流型LCL逆变器矢量模型预测

为弥补LCL并网逆变器传统无源控制存在的参数整定困难、功率损耗过高、控制不精确等缺陷,提出一种电流型LCL并网逆变器矢量模型预测控制方法.以LCL逆变器输出电流为控制目标,根据系统预测参考值构建代价函数,并根据代价函数最小原则选取1～3个最优电压矢量作用于1个采样周期.针对LCL型逆变器单矢量、双矢量以及三矢量模型预测控制进行分析及仿真试验.仿真结果显示：随着周期内作用电压矢量数量的增加,系统电流纹波减小,控制精度及动、静态性能得到提升.     

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。     

促进光储协调并网的模型预测控制策略

为了通过协调储能的方式促进新能源高效消纳及利用与平滑光伏并网冲击,提出了促进光储协调并网的模型预测控制(MPC)策略。将MPC理论融入光储并网逆变器控制策略中,利用储能充/放电双向功率控制与光伏协调互动。根据母线电压和实时功率变化建立逆变器与直流侧的协调策略,缓解储能系统稳定母线电压的压力,同时减少系统功率不平衡对电压的影响。在MATLABSimulink中建立电磁仿真模型,分别对采用MPC和比例积分微分(PID)控制后的电压波形进行对比。结果显示：光伏出力波动时,采用MPC后,电压控制的波动水平明显降低,电压控制超调量显著减小,且电压控制到达稳态的时间也有所减小;发生负荷突变时,相较于PID控制的效果,采用MPC后电压波动明显降低。     

储能型准Z源光伏发电系统级联模型预测控制

针对传统有限集模型预测控制(FCS-MPC)存在权重因子整定繁琐的问题,提出一种级联模型预测控制(SMPC)策略,实现了电池储能型准Z源逆变器(BES-qZSI)光伏并网系统的无权重因子模型预测控制.首先,建立了三相BES-qZSI光伏并网系统的离散化状态空间模型;其次,采用分层优化建立了级联的电抗器电流价值函数、并网电流价值函数和开关频率约束价值函数,通过对其逐级评估寻求最优开关状态,从而避免了传统FCS-MPC所需的综合价值函数及其权重因子,使得控制器设计大为简化.此外,将光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)与电抗器电流控制结合,将储能电池荷电状态(SOC)管理与其过流保护结合,进一步简化了控制结构,改善了控制性能.研究结果表明:SMPC策略控制的BES-qZSI光伏并网系统的控制器不仅设计简化,而且展现了良好的动、静态性能.     

基于模型预测的双馈电机并网策略

根据电网电压矢量控制的双馈电机数学模型,推导出一种转子电流和转子电压近似解耦的状态空间方程。基于该状态空间方程的离散模型,预测双馈风力发电机系统未来的状态量和输出量。以快速达到最终稳定为目的,设计预测模型和评价函数;以该预测模型和评价函数提出了一种模型预测控制器,并将提出的模型预测控制器与转子位置初始误差补偿控制器结合,提出一种双馈电机的分步并网控制策略。仿真结果显示虽然有时模型预测控制器在跟随参考值会有超调略大的情况,但其在并网和功率阶跃响应时显示出了良好的动态特性以及稳定性,验证了模型预测控制器与分步并网控制策略的有效性以及控制器良好的控制性能。     

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。     

两级式三相光伏并网逆变器的控制及仿真研究

光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心部分,其直流侧工作电压必须高于电网峰值电压,故光伏发电系统一般采用Boost+逆变器两级式拓扑结构.以两级式三相光伏并网逆变器为研究对象,分析了其工作原理.前级Boost变换器控制实现MPPT控制;后级DC-AC变换器控制采用电压外环、电流内环双闭环控制,实现直流侧电压稳定和单位功率因数并网.最后在Matlab中搭建了两级式三相光伏并网逆变器的仿真模型,仿真结果表明了控制方法的有效性.     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。     

异步电机低开关频率的模型预测直接电流控制

针对二极管箝位型(neutral point clamped, NPC) 三电平逆变器驱动异步电机的低开关频率控制, 提出了一种新颖的模型预测直接电流控制(model predictive direct current control, MPDCC) 方法. 基于推导的传动系统离散时间内部预测模型, 控制器预测了每个容许开关位置对应的电流输出轨迹、外推输出轨迹, 并根据评估平均开关频率的价值函数在线滚动优化实时求取最优开关矢量, 使得逆变器平均开关频率最小化, 且保持电流轨迹在给定的滞环范围内. 相对于已有的单步预测电流控制方法, 该方法在保持基本相同谐波性能的同时显著降低了开关频率. 仿真结果表明, 低开关频率模型预测电流控制算法可将三电平逆变器的平均开关频率降低至500 Hz 以下, 并且具有较理想的电流谐波畸变和动态响应性能.     

双转子永磁电机模型预测电流控制

为了减少采用传统模型预测电流控制中电流波动较大、控制精度不高的问题,提出了一种基于扩展电压矢量的改进控制方法.该方法在每个控制周期内利用两个相邻有效电压矢量来扩展有限控制集,并通过优化价值函数来保证所选电压矢量最优.通过该方法可以提高电流预测精度,减少电流波动,降低开关损耗.实验表明,与传统的模型预测相比,采用改进后的控制策略明显减少了电流波动,提高了运行效果,验证了控制方法的有效性与可行性.     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

光伏并网发电控制系统的研究

针对光伏并网发电系统的控制方法,分析了太阳能电池的基本原理,给出了太阳能电池的功率输出特性;为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,给出了采用电导增量法的太阳能电池最大功率点跟踪的控制策略;对于光伏并网逆变器,采用的是全桥逆变电路,其直流侧为电压型输入,交流侧为电流型输出,并通过滞环比较的控制方式对并网输出电流进行控制;最后建立了并网发电系统的仿真模型并进行仿真,结果显示并网电流能够很好的跟踪电网电压。     

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。     

考虑电网阻抗变化的LLCL并网逆变器谐振抑制策略

弱电网条件下,并网逆变器的正常工作会受到电网背景谐波及电网阻抗动态变化的影响,并网电流出现谐波谐振现象.为此,提出一种LLCL并网逆变器谐振抑制新策略.该策略在加权电流控制和电网电压前馈控制的基础上,引入电容电流反馈环节,保留了传统电网电压前馈控制方法中消除电网电压产生畸变影响并网电流的优点.通过对新反馈环节中反馈系数的设置,实现谐振尖峰的有效抑制,同时使并网逆变器的稳定性不受电网阻抗的影响,提高了LLCL并网逆变器的稳定性,降低了并网电流的谐波含量.最后,搭建仿真和实验平台,验证了谐振抑制新策略的有效性.     

光伏并网逆变器电流线性调节器研究进展

 光伏并网逆变器是光伏电源与电网连接的电能转换与控制设备, 对并网点电能质量控制起着关键作用。目前光伏并网逆变器中电流控制策略众多, 调节器种类繁多, 各种调节器从结构、实现手段及控制效果上相差较大。本文针对光伏并网逆变器直接电流控制策略的线性调节器(主要包括比例积分、比例谐振、无差拍调节器)进行比较, 分别从算法优缺点、实现容易程度、实时性、稳态误差等进行评价, 探讨3 类调节器未来的研究和发展方向。     

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.     

LCL滤波单相并网逆变器的控制设计

针对LCL滤波器较低的阻尼易使系统不稳定以及分布式发电需满足并网标准的问题,从直流母线电压控制、阻尼和电流控制及电网同步化等方面对并网逆变器进行研究。改进的直流母线电压控制增加了电压的控制带宽和动态性能,使系统具有较好的阻尼效果,而且易于闭环控制系统的设计,电网同步控制使并网电流近似一致地跟踪电网电压。仿真分析表明,所设计的逆变器可行、有效。