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.     

一种交错式新型多输入高增益Boost变换器

由于传统Boost电路只能对单一输入源实施变换,且有升压能力不足、开关器件电压应力高的缺陷,难以满足光伏发电系统前端发电单元模块多、电池输出电压低的实际需求。通过电路拓扑推演,以传统Boost电路为基底,运用交错式控制技术,提出了一种新型的可适用于光伏发电系统前端的多路输入高增益Boost变换器。基于该变换器电路,对2路输入的变换器开展了原理分析与性能分析,并将分析结果推广至多路输入,揭示了变换器提高电压增益、实现多路输入源变换的机理。为验证理论分析的正确性,搭建了一个3路输入的变换器电路实验系统,结果表明,较之传统Boost电路,所提变换器具有电压升压比高、开关器件电压应力低、可实现多输入联合供电的特点。     

一种新型光伏并网逆变器的研究

本文介绍了一种基于导抗变换的有源箝位正激拓扑的光伏并网逆变器系统。该系统能够降低光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,实现高并网功率因数0.995,同时能够提高系统的转换效率,实现装置的小型化。文中分析了有源箝位正激电路,导抗变换器的基本原理以及导抗变换器的设计电路,最后证明了导抗变换器及并网逆变器的整体效果。     

新型Boost逆变器滑模控制策略

提出了一种由双向Boost变换器组成的新型逆变器．该逆变器采用了两组独立对称的双向Boost电路，结合滑模控制策略，实现高性能的交流信号功率放大．给出了电路的工作原理，对新型Boost逆变器拓扑进行了小信号建模和开环分析，并给出了滑模控制方案．滑模控制方案能有效克服系统参变量变化和外部扰动，充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点．最后给出了仿真结果．     

兼顾功率协调控制的两级式光伏逆变器低电压穿越控制策略

为提高基于Boost电路的两级式光伏逆变器的低电压穿越(LVRT)能力,设计了以基于Boost的直流母线电压控制环为核心的兼顾有功、无功电流协调控制的LVRT策略.首先分析了两级式光伏逆变器的常规Boost电压控制模式和输出电流控制策略;在电网电压跌落时,通过引入基于故障前光伏阵列最大功率点电压前馈的母线电压控制外环改变Boost电压控制模式来快速调节光伏阵列的输出功率,以稳定直流母线电压和防止逆变器过流;同时,根据电压跌落深度,按比例减小有功电流id,在保证逆变器不过流的前提下输出无功电流iq,为电网提供无功支撑,以帮助电网故障恢复.最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建100 k W两级式光伏逆变器模型进行控制策略验证,结果表明该策略不仅在电压发生深度跌落时仍能快速、有效地抑制直流母线电压升高,使光伏逆变器安全地实现低电压穿越,而且提高了其在电网故障期间的无功支撑能力.     

一种用于光伏发电系统的Buck和Boost组合变换器研究

为适用于光伏发电系统宽范围的光伏阵列输出电压情况,将传统的Buck变换器与Boost变换器相结合,采用变换器合成的方式,研究了一种双开关Buck和Boost组合变换器.针对传统的Buck-Boost变换器控制比较复杂的缺点,根据该变换器的输入输出条件提出了三种工作模式,即Boost模式,Buck模式和临界模式.分析了该...     

光伏系统直流变换器的建模与仿真

从推动光伏产业发展的角度讨论了在我国有发展前景的光伏并网系统电路结构,对多支路、两极式光伏并网发电系统的直流变换器进行了重点研究．在理论分析的基础上,建立了光伏电池、Boost变换器及其MPPT控制模块的仿真模型,对MPPT的主要算法进行了对比仿真,提出在早晚太阳辐射较弱的时间段,提高光能利用率行之有效的措施．仿真结果用于指导光伏系统直流变换器的设计及其控制算法的选择．     

改进型ZVT-PWM Buck变换器的研究

本文提出了一种新型改进型ZVT-PWM Buck变换器电路,同时详细分析了它的工作原理,并给出了主要变量的理论波形。通过在电路中采用了无损缓冲单元,克服了传统的ZVT-PWM Buck电路的内部循环电流和辅助开关管的开关损耗太大两大问题。实现了辅助开关管零电流开通和零电压关断,从而使所有开关器件的实现软开关,大大提高了变换器的工作效率。通过实验,证明了这种新型改进电路的理论分析是正确的,电路是可行的、有效的。     

基于自适应占空比扰动的MPPT算法研究

光伏发电系统的效率很大程度上决定于其最大功率点跟踪.在Madab/Simulink环境下,对光伏电池进行建模,通过模拟任意太阳辐射强度和环境温度,建立光伏模块特性曲线.并采用Boost电路作为DC-DC变换器完成阻抗变换,在对常规占空比扰动的MPPT算法研究基础上,提出一种自适应占空比扰动的MPPT算法.实验结果表明,...     

新型高增益Boost变换器设计

针对传统Boost变换器升压能力不足的问题,设计了一种新型交错并联Boost变换器。它是在传统Boost变换器的基础上,结合电容充放电的工作特性与交错并联结构输出纹波小、电路结构简单的特点,提出的一种新型高增益Boost变换器。分析了该变换器的工作原理,利用仿真软件Saber进行了仿真分析。结果表明,设计的新型高增益Boost变换器具有高增益、低纹波、效率高、体积小等优点,验证了理论分析的正确性。     

基于小波包Shannon熵的Boost变换器软故障诊断

电解电容参数退化会引起Boost变换器软故障,影响整体电路性能。使用基于小波包Shannon熵的方法实现Boost变换器的软故障诊断。以Boost变换器的输出电压作为故障信号,根据小波包Shannon熵确定小波包分解的层数然后对故障信号进行小波包分解,提取小波包能量构建故障特征向量,最后利用分类器实现Boost变换器的软故障诊断。实验结果表明,该方法能有效、正确诊断Boost变换器的软故障,分类正确率达到97.58%。     

MOPSO算法在Boost变换器优化设计中的应用

为了提高Boost变换器的效率,节约系统成本,提出了基于多目标粒子群优化算法(MOPSO)的Boost变换器设计.首先分析了Boost变换器的功率损失,根据Boost变换器的设计要求,选择合适的MOSFET、二极管、电感和电容等器件,建立离散元器件数据库.以此数据库为约束条件,以功率损失、系统成本和体积为目标函数,建立了Boost变换器多目标优化设计模型,用MOPSO算法从几百种组合解集中寻找pareto最优解.基于折中分析,可为变换器做出合理的器件选择,以满足不同的设计要求.以光伏发电系统前级Boost变换器为例进行仿真研究,结果表明MOPSO具有处理离散多目标优化问题的能力,能在短时间内找到折中解,证明了该算法的有效性.     

一种新型升压三电平逆变器

为了研制输出纹波小、高效的单相光伏逆变器,提出了新型三电平升压逆变器.将串并联二极管电容网络与传统Boost升压电路相结合,配合后级桥式逆变电路,可实现输入48 V直流电压,输出有效值220 V交流电压.分析了新型三电平升压电路的工作原理,并进行了实验验证.结果表明,该新型三电平逆变器结构简单,与其他三电平逆变电路相比较,其电路具有较明显的优势,在实现三电平逆变的同时,实现可调升压,使用较少的开关器件,有较高的效率.     

考虑计算延迟的Boost变换器异步切换控制方法

为应对Boost变换器电路中控制律的计算延迟及高频切换,提出一种基于时间切换的有限时间异步控制方法实现变换器的稳定控制.首先利用切换系统方法建立Boost变换器在开关动作和电路拓扑切换间发生延迟的异步控制模型;然后结合平均驻留时间方法与多Lyapunov函数,利用占空比实现变换器的混杂切换控制;最后基于有限时间控制原理...     

随机PWM CCM Boost变换器非脆弱H_∞控制

对CCM Boost变换器引入两模态马尔科夫链稳态期望平均脉宽固定的随机PWM策略,首先推导建立变换器的离散随机跳变模型,然后基于随机跳变系统非脆弱H∞控制理论为Boost变换器设计了非脆弱H∞控制器,最后在Simulink仿真平台上设计仿真电路进行验证.仿真结果表明,设计的控制器改善了Boost变换器的EMI品质,对控制器参数摄动表现出非脆弱性,整个变换器系统具有较好的鲁棒性.     

改进二次型Boost变换器的研究与分析

传统二次型Boost变换器具有较高的升压能力,但其开关器件的电压、电流应力较大,增加了电路的体积与成本。笔者在传统二次型Boost 变换器的基础上,结合高增益Boost 三端网络,提出改进二次型Boost变换器,并对其连续工作模式下的工作原理及各开关器件的电压、电流应力进行了分析。分析结果表明,改进二次型Boost 变换器不仅升压能力有所提升,而且在输出电压相同的情况下,开关器件的电压、电流应力有所降低。最后,通过仿真分析验证了该变换器的正确性和可行性。     

改进型倍压Boost PFC变换器的MCM控制算法研究

普通的倍压Boost PFC变换器因具有输入电流连续、电磁干扰小等优点而作为半桥逆变器的前端得到广泛运用,但其拓扑的开关管和电感在工频周期内未得到充分利用.本文针对普通倍压Boost PFC变换器的缺点提出一种改进型倍压Boost PFC变换器,同时引入混合导通模式控制算法控制此新型变换器,有效地降低了输入电流的畸变率(THDi),使系统在全功率范围内均能得到一个较好的PFC效果.最后搭建1k W的改进型倍压Boost PFC试验样机,并在该平台上验证了混合导通模式控制算法的可行性.     

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计

阐述了一种小功率光伏并网逆变器的控制系统.该光伏并网逆变器由DC DC变换器与DC AC变换器两部分组成,其中DC＿DC变换器采用芯片SG3525来控制,DC＿AC变换器采用数字信号处理器TMS320F240来控制.由于数字信号处理器DSP实时处理能力极强,采用合适的算法能确保逆变电源的输出功率因数接近1,输出电流为正弦波形.该控制方案已经在实验室得到验证.     

户用小型风力发电系统的并网运行控制

为了克服独立运行的小型风力发电系统的缺点,节约电能,提出了一种与电网并联运行的户用小型风力发电系统的结构及其控制策略。该系统的并网部分由一个不控整流桥、Boost变换器和一个单相并网逆变器组成,采用"并网不上网"的运行方式。对Boost变换器进行控制,实现风力机的最大功率跟踪;并网逆变器采用以电流为内环、以电压为外环的双闭环控制方法,可与单相电网并联运行,但不对电网输出功率。通过不同风速、电网电压和负载下的系统仿真与单相逆变器并网实验,证明了系统控制策略的有效性。     

耦合电感式高增益Boost变换器分析研究

在新能源电动汽车、风力发电和光伏发电并网系统中,需要采用非隔离高增益直流变换器。传统Boost变换器的电压增益和效率受开关器件、电容和电感等影响,并且占空比不能大,电压增益较低。在传统Boost变换器的基础上,利用耦合电感的特性,将其应用在传统Boost变换器拓扑上,通过改变耦合电感匝比来提升电压。首先分析了耦合电感高增益直流变换器在考虑漏感和不考虑漏感情况下的工作原理以及性能分析,然后进行仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。