PI and Repetitive Control Method Applied to Grid-Connected Inverter with LCL Filter

利用坐标变换建立电网电压定向d、q坐标系下的数学模型.在此基础上,对LCL型并网逆变器中LCL滤波的稳定性进行了分析,然后分别在重复控制系统稳定性条件、补偿函数设计方法等方面进行理论分析和推导计算.通过Matlab分别对PI控制、重复控制、PI与重复复合控制进行仿真试验,对理论分析进行验证.试验结果表明,PI与重复控制策略既保持了重复控制良好的稳态特性,也明显改善了系统的动态性能.     

基于LCL滤波器的并网逆变器PI与重复控制

利用坐标变换建立电网电压定向d、q坐标系下的数学模型。在此基础上,对LCL型并网逆变器中LCL滤波的稳定性进行了分析,然后分别在重复控制系统稳定性条件、补偿函数设计方法等方面进行理论分析和推导计算。通过Matlab分别对PI控制、重复控制、PI与重复复合控制进行仿真试验,对理论分析进行验证。试验结果表明,PI与重复控制策略既保持了重复控制良好的稳态特性,也明显改善了系统的动态性能。     

基于双闭环重复控制的并网逆变器的研究

在并网逆变器中,重复控制算法因其良好的跟踪性能和抗扰能力而得到广泛应用。提出了电流双闭环结构的并网逆变器硬件方案,分析了电流内环的设置对系统抗扰性能的改善和对稳定性的提高,给出了双闭环条件下重复控制算法的设计方法。理论分析和实验表明,基于双闭环重复控制的并网逆变器具有较高的输出电能质量和较低的并网电流谐波畸变率。     

基于最少拍和重复控制的光伏并网逆变器的研究

针对重复控制动态性能较差的缺点,提出一种重复控制跟最少拍控制相结合的复合控制策略.将这种策略应用于光伏并网逆变器的控制中,重复控制保证了系统具有高稳态精度和低谐波畸变率,最少拍控制保证了系统的动态响应速度.通过Matlab软件建立模型进行仿真,结果证明本系统的并网电流符合并网要求,动态性能和稳态性能都得到了较大改善.     

基于分数阶重复PI控制的并网逆变器设计

针对三相LCL型并网逆变器并网电流中存在周期性谐波以及滤波电路产生谐振尖峰的问题,提出一种基于分数阶相位超前法的重复PI复合控制方案。采用分数阶相位超前设计,克服整数阶相位超前法相位校正精确度不高的问题,保证系统的稳态输出特性;将LCL滤波器中电容并联的电阻进行等效,替代重复控制补偿器中的低通滤波器,简化重复控制器的参数设计;在重复控制器中叠加PI控制,克服了重复控制器动态响应差的问题。通过仿真分析和实验验证,结果表明该方法提高了系统的稳态性能和动态响应速度。     

并网逆变器抗网侧频率扰动的自适应重复控制

为能在电网频率发生变化时依然保持控制器的有效性,提出一种频率自适应重复控制的并网逆变器,通过自适应改变逆变器开关频率和采样频率,使逆变器能够精准跟踪电网频率的变化,并保持与电网谐波匹配的高谐振增益衰减,最终降低输出电流的总谐波畸变率(THD)。首先对并网逆变器和经典重复控制器进行数学建模,接着对重复控制器的5个重要性能参数进行了设计推导,然后针对电网频率变化介绍了频率自适应重复控制器的设计方案,并对其控制精度进行分析,最后借助实验样机对所提系统进行了验证。实验结果表明,所提频率自适应重复控制策略可以将输出电流THD控制在0.8%且能够很好地适应电网频率的波动。     

考虑电网频率偏差的并网逆变器多内模重复控制

在并网逆变器的应用中,基于内模原理的重复控制,延时时长通常按照电网的标称频率设计。当电网频率偏离标称频率时,重复控制的高增益频段将偏离并网电流的基波和谐波频率,造成控制器的稳态精度下降,为此,提出一种多内模重复控制,并联接入考虑电网频率偏差的辅助重复控制支路。分析多内模重复控制的频率特性,并根据其稳定边界设计辅助重复控制支路的权重系数。仿真结果表明,与按照标称频率设计的传统重复控制相比,所提出的多内模重复控制在标称频率时具有基本相同的稳态精度,在频率偏差时能够提高稳态精度,从而提高并网电流的质量。     

三相LCL并网逆变器自带低通滤波功能的复合控制方法

针对三相LCL型并网逆变器并网电流存在谐波污染问题,提出一种自带低通滤波功能的复合控制方案.在传统重复控制的内模中建立谐振衰减控制器,改善了重复控制对高频谐波抑制能力不佳的问题,不仅省去了低通滤波器的设计环节,简化了控制结构,同时提升了系统的整体稳态性能.将比例控制与带有谐振衰减控制器的重复控制并联组成自带低通滤波功能...     

基于重复控制与比例谐振的并网逆变器控制

针对常规重复控制并网逆变器动态响应差、抑制干扰能力不强的问题,本文提出了1种重复控制与比例谐振控制结合的控制策略。利用比例谐振控制来消除稳态误差、提高动态响应,利用重复控制来跟踪周期性参考值、补偿谐波造成的畸变现象,同时,为了减小入网电流的THD和系统受到扰动后进入稳定状态的过程,将前馈控制引入了控制器的设计中,根据波特图对所设计控制器稳定性进行了验证,搭建了3 kW并网逆变器的仿真模型和实验样机,验证了理论分析的正确性,并给出了实验波形。     

基于PI和重复控制三相并网逆变器的设计

采用PI控制与重复控制相结合的复合控制方法对并网逆变器进行控制,可提高系统的动、静态特性,增强系统的稳定性,输出波形的质量得到有效提高。该方法简单,对由于采用定点运算造成的舍入和量化误差不敏感,利于数字信号控制的实现。建立了基于电网电压定向三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)并网逆变器的数学模型,介绍了PI控制器和重复控制器的设计过程,在此基础上研制了5 kVA的样机,实验结果验证了设计期望。     

瞬时电流控制策略在光伏并网发电系统中的应用

分析了电压型逆变器常用的控制方法,根据光伏发电系统的特性指出固定开关频率法比滞环控制电流法更适合用于并网工作时逆变器的控制.并根据光伏发电系统的特性对固定开关频率法进行改进,逆变器电流参考信号由光伏器件输出功率及电网母线电压计算得到,从而控制逆变器输出电压与电网电压基本相同,有效减小并网环流.试验表明本文提出的方法能较好满足工作要求.     

单相并网逆变器功率控制的实现

针对利用LCL滤波器的并网逆变器,当其采用加权电流控制时,在小电流情况下存在幅值误差和相位误差,并且由于引进了电网电压前馈,其电流控制易受电网电压影响.为此,提出了一种采用有功/无功电流控制的策略,以提高逆变器注入电网的电流幅值精度和功率因数,并免受电网电压等因素的影响.给出了该控制策略的理论依据和实现方法,并通过对5 kVA燃料电池逆变并网发电电源的试验,验证了该控制策略的正确性和可行性.     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究

针对单纯PI控制的缺点,对光伏并网系统中逆变器的控制进行了改进,提出重复控制和PI控制相结合的电流跟踪控制策略。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI控制则利用偏差调节原理,使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。此外,加入预测算法以便消除逆变器开关器件和输出滤波网络的延迟影响,使并网电流与电网电压相位趋于一致。实验结果表明,新的控制策略可有效改善并网电流波形,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

基于多重化结构的并网逆变器系统特性研究

多重化逆变器拓扑自身拥有变压器隔离的优点,在与电网并联时,可实现安全隔离,并能承受一定的无功环流,可靠性较高,维护减少,尤其适用于偏远地区的新能源发电系统。本文基于多重化结构的逆变器,研究了该系统并网时的特性,分析了逆变器并网工作的原理,根据系统控制方法的特点,可靠地解决了并网工作中常见的“孤岛”问题。通过样机的研制,验证了并网工作时控制方法的正确性。该样机的主要参数为:容量3kVA;输入直流电压24V,交流输出电压220V/50Hz。     

三相光伏并网逆变器的控制算法

分析了三相光伏并网逆变器的电路拓扑结构、数学模型和控制结构。控制结构采用同步旋转坐标系下的基于PI控制,采用电压外环和电流内环双闭环控制,实现有功功率与无功功率解耦控制,能够灵活方便地实现单位功率因数并网。     

基于混成自动机理论的光伏并网逆变器控制研究

分析了光伏并网逆变器的混成特性并概述了混成自动机理论。在光伏并网逆变器的混成自动机建模与控制器设计的基础上,提出了并网逆变器的一种并网控制策略。通过Matlab仿真平台的Simulink和Stateflow工具箱仿真验证了混成控制器和并网控制策略的正确性和有效性。仿真结果表明,所设计的光伏并网逆变器不仅可以实现正常的并网功能,而且有一定的无功和谐波补偿能力。     

光伏系统并网逆变器控制策略

太阳能作为一种新型的可再生能源近年来得到了广泛的应用。光伏并网技术成为有效利用太阳能发电的核心和关键。通过分析传统光伏并网逆变器控制策略,提出一种具有功率跟踪的固定开关频率的电流控制技术。仿真结果表明,并网电流与电网电压基本同频同相,并网系统的功率因数近似为1,满足设计要求。     

独立/并网双工模式光伏逆变系统的设计

针对目前光伏逆变系统工作模式的单一性,提出一种独立/并网双工模式逆变系统。主电路采用隔离型全桥DC/DC变换器构建前级,使用移相PWM零电压转换(ZVS)控制;采用全桥逆变器构建后级,使用单极性倍频SPWM。在主电路拓扑基础上,研究了各部分的控制方法,给出逆变时不同工作模式下的控制框图,并采用前馈控制方法对其进行改进。提出了一种基于芯片UTC4053的电路切换方法来实现并网和独立两种工作模式的转换。最后研制出一个1 kW的实验样机来验证方案的可行性。     

单极式光伏并网发电系统的仿真与实验研究

分析了单极式光伏并网发电系统的工作原理.提出了采用线性趋进法实现最大功率点跟踪(Maximum PowerPoint Tracking,简称MPPT),采用定时比较法控制光伏并网逆变器和采用主动频率偏移法识别孤岛效应的方案.在Matlab 7.0下进行了系统的建模、仿真和实验研究,实验结果与仿真结果吻合,表明并网电流跟踪电网电压效果良好,系统转换效率在95%以上,并可在100ms内有效检测出孤岛效应.