LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为（0,0.477f3）。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。     

基于电容电流双反馈LCL滤波器的光伏并网控制策略研究

电力电子等设备带来的电网电感对LCL滤波器阻尼策略的影响不可忽视。为解决该问题,提出基于电容电流双反馈LCL滤波器有源阻尼控制策略。该策略在原有电容电流比例反馈控制的基础上,考虑电网电感的影响,改进了电容电流的反馈系数,在不改变LCL滤波器基本结构的前提下,可改善电网电感对LCL滤波器阻尼的影响。将该控制策略应用于光伏并网控制仿真系统中,理论分析及仿真结果都表明,所提出的控制策略可以保证系统稳定运行,对电网电感也有较好的抑制能力。     

低开关频率下并网变换器的控制及稳定性分析

分析LCL型并网变换器网侧电流反馈控制和变换器侧电流反馈控制阻尼系统的稳定性。从主导极点的角度分析低开关频率下2个共轭复根的位置决定了根轨迹的走向,进而影响系统的稳定。已有的有源阻尼方法都是各自独立提出的,缺乏系统的研究以便于提出新的有源阻尼控制方法,通过对并网变换器稳定控制的分析可得到阻尼控制方法的本质。数字延时本质上是一种串联校正,揭示了延时改变系统相位特性。数字延时的相位滞后在某些情况下有利于系统稳定,但这取决于测量反馈量的传感器位置和谐振频率。该文在离散域下对电流控制器参数进行设计,从工程实用的角度给出快速确定控制器参数的方法。最后通过仿真和试验验证理论分析的正确性。     

基于改进型滑模控制的光伏并网控制策略研究

针对在特定频率下LCL型滤波器可能产生的系统振荡和抗干扰能力不理想的问题,文章提出一种改进型双闭环滑模控制策略。该策略的直流母线电压外环采用传统滑模控制,并网电流内环采用改进的滑模控制,以削弱系统抖振。利用Matlab/Simulink仿真平台对光伏并网系统的抗干扰能力、动态响应特性以及并网电流谐波含量进行了研究,结果表明,改进型滑模控制策略能够实现单位功率因数并网,有效提高系统的鲁棒性和动态响应特性,降低并网电流的谐波含量。     

基于LCL滤波器并网逆变器分裂电容控制研究

基于带LCL滤波器的三相并网逆变器系统,提出将分裂电容电流控制与无源阻尼相结合的控制策略。通过分析分裂电容电流反馈控制的原理及谐振特性可知,采用分裂电容电流反馈可使被控系统由三阶系统转换为一阶系统,有利于增大系统的带宽,但为了抑制控制环外的电容和电感产生的谐振,需在第二个电容支路加入阻尼电阻以满足对并网电流的要求。最后对该控制方案的可行性和影响因素进行分析,建立Matlab/Simulink仿真模型,通过仿真验证该方案的可行性和有效性。     

LCL型并网逆变器并网电流复合控制研究

LCL型并网逆变器采用直接并网电流单闭环控制策略,系统存在稳定性差和控制精确度差等问题。针对该情况,以并网电流瞬时值作为外环反馈量,以LCL滤波器电容电流瞬时值作为内环反馈量的双环控制策略。内环采用比例调节增大阻尼以消除LCL输出滤波器的振荡属性,增强系统的稳定性,外环复合PI控制和重复控制增强系统的动静态特性。详细分析控制方法的工作机理,并给出控制器的设计方法。最后在一台以DSP2812为核心控制器的1.5 k VA并网逆变器装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既可保证系统的稳定性,又能提高并网电流的性能。     

基于模糊控制的双馈风电机组次同步振荡自适应抑制策略

双馈感应发电机与输电线路串联电容补偿之间的次同步控制相互作用(SSCI)是引发双馈风电交流并网系统次同步振荡(SSO)的主要原因。该文通过建立双馈风电交流并网系统的阻抗模型,分析风电机组不同控制参数对系统SSO的影响程度,提出一种可等效电流环控制参数调整且兼顾基频控制性能的附加阻尼控制方法。为提升对振荡模态迁徙的适应性和鲁棒性,进一步将实时测频与模糊控制相结合,形成一种可根据振荡频率自动调整附加阻尼控制参数的SSO自适应抑制策略。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证该文所提出的SSO自适应抑制策略的正确性与有效性。     

基于改进无源控制的含不平衡负载微电网电压控制策略

为解决微电网中由不平衡负载引起的三相电压不平衡问题,设计了一种基于改进的互联与阻尼配置(IDA)的无源控制(PBC)策略,考虑微电网中分布式电源之间的互联关系,建立了含不平衡负载多母线微电网并网逆变器的端口受控哈密顿模型,从系统全局能量的角度出发,通过互联与阻尼配置消除不平衡负载导致的二次谐波分量,选择合适的能量函数,保证了闭环的稳定性,实现并网输出电压电流正弦化。仿真验证结果表明,所提控制策略无需将电压/电流的正负序进行分离,使系统的控制结构简化,且与传统无源控制策略相比,所提控制策略能快速准确地控制输出电压和频率,有效降低了谐波干扰,实现了更好的动态响应。     

高谐波电网工况下光伏逆变器控制策略研究

在不同电网工况下,光伏并网逆变器所接负载不同,产生了电流谐波及电网电压畸变等问题。文章提出了全前馈控制与多级比例谐振(Proportion Resonant,PR)相结合的控制策略。该策略对电网电压前馈部分进行改进,加入滤波环节,改善系统实时性并降低了电网电压背景谐波对光伏逆变器的影响;使用多级PR选频补偿控制器,减少交流静态误差,实现对特定次谐波进行补偿,有效减少并网电流谐波含量。最后,在Matlab/Simulink仿真及实验样机上对所提控制策略进行验证,实验结果表明,该控制策略可明显消除电压电流谐波,并改善系统鲁棒性。     

谐波电网下并网逆变器多次采样的改进功率控制

为提高并网逆变器在谐波电网电压下的适应能力,改善系统输出电能质量,文章提出了多次采样的改进功率控制策略。该策略在传统直接功率控制基础上,引入谐振控制器,通过选择电流或功率反馈信号,实现了三相并网电流正弦性和输出有功功率、无功功率平稳无波动。同时,在改进功率控制基础上引入多次采样策略,解决了由脉宽调制(PWM)并网逆变器DSP数字控制过程中的延时,而导致谐振控制器实际谐振频率与设定频率偏离的问题,改善两种控制目标下的谐波抑制效果。在Simulink中搭建并网逆变器系统模型进行仿真,验证了所提出策略的有效性。     

应用于光伏并网系统准Z源逆变器的滑模控制策略

针对光伏并网系统可能产生的太阳辐照度变化、系统振荡、抗干扰能力和抗谐波能力不理想等问题,提出电容电压外环采用含有状态变量的积分补偿滑模控制策略以保证Z源电容电压相对稳定,不产生超调和不出现失真;并网电流内环采用改进的切换函数设计滑模控制器,以削弱系统抖振,并网效果得到提高。通过Matlab/Simulink平台建立仿真模型。仿真结果表明,相比PI（比例积分）和PR（比例谐振）控制策略,该方法可增强并网系统的全局鲁棒性,能有效提高系统的动态响应速度和并网电能的质量,且能抑制电网电压的谐波信号。     

带LCL滤波的单相逆变器滑模控制

针对带LCL滤波器的并网逆变器的不稳定性,提出一种基于逆变器侧电流反馈滑模控制策略,间接控制并网电流,以避免系统谐振。将并网电流参考值看成和电网电压成比例,推导出逆变器侧参考电流,解决间接控制并网电流相位滞后问题。理论推导滑模变结构控制律在并网逆变器应用的存在性和系统稳定性,所提控制策略无需增加额外的传感器。应用电压基波信号估计,以减轻电网高次谐波对系统控制的影响。仿真实验证明提出的控制策略可实现逆变器并网电流与电网电压同频同相,提高了系统的鲁棒性。     

带LCL滤波器的单相并网逆变器

针对相同滤波效果下采用L型滤波器的单相光伏并网逆变器的PI控制需要较大的电感值以及存在高损耗、电流内环响应速度降低和成本较高的不足,提出了采用基于LCL滤波的电容电流反馈和电网电压前馈的准PR控制策略,以增加系统阻尼、抑制振荡、提高系统稳定性能,并通过Matalab/Simulink软件搭建仿真模型进行了验证。结果表明,经LCL滤波后,在准PR控制策略下,加入电容电流反馈和电网电压前馈后,获得的入网电流畸变率更小,实现了入网电流的无静差跟踪,抑制了电网电压的扰动,且系统输出的波形满足入网要求。     

计及储能动态的VSG惯量阻尼自适应控制研究

随着风力发电、光伏发电等新能源发电渗透率增加,电力系统的等效惯量和等效阻尼逐渐减小,其稳定性问题变得越来越严峻。虚拟同步发电机（virtual synchronous generator, VSG）技术的提出能有效地解决这一问题。然而,传统的VSG并网逆变器采用恒惯量和阻尼控制,在系统受到扰动时,其鲁棒性较差。因此,为增强系统的鲁棒性,优化其频率响应曲线,本文提出了一种计及储能装置动态特性的并网VSG惯量阻尼自适应控制策略。首先,阐述了VSG的基本工作原理,然后通过建立其数学模型分析不同旋转惯量和阻尼系数对系统输出特性的影响。在此基础上,结合同步发电机（synchronous generator, SG）功角特性曲线和频率振荡曲线设计出旋转惯量和阻尼系数的自适应控制策略,该控制策略通过引入惯性环节以较好地匹配储能装置的动态特性。最后,通过MATLAB/Simulink仿真软件对比分析了所提控制策略和传统的VSG恒惯量和阻尼控制,结果验证了所提控制策略的正确性。     

弱电网下并网逆变器电容电压前馈控制策略

针对LCL型并网逆变器接入弱电网后稳定裕度下降和谐波含量超标的问题,建立三相LCL型并网逆变器系统的数学模型。首先分析电网阻抗的宽范围变化对系统稳定性的影响,构建基于逆变侧电流反馈控制系统的电容电压前馈控制策略。其次,以传感器数量最小化为原则,对电容电压有源阻尼的参数进行设计以及在前馈补偿环节叠加滤波器进行优化设计,以保证并网逆变器在弱电网下始终具有足够的稳定裕度。最后,搭建并网逆变器仿真模型和实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于参数优化LCL滤波器的直驱式PMSG并网控制

风力发电系统其输出功率具有波动性、因此造成电压闪变以及对电网注入谐波污染,文章对风机逆变器侧添加滤波器进行并网控制,采用整流侧电压为外环控制结构,内环为电容电流反馈的控制策略实现系统的有源阻尼控制,且引入恒直流电压调节逆变功率同时对LCL滤波器的总电感量参数进行最小化优化。最后通过直驱式永磁同步发电机三相并网侧的谐波电流进行了算例仿真,验证了所提方案的正确性和优化的有效性。     

弱电网下光伏并网逆变器的数字H∞鲁棒控制器设计

针对弱电网下光伏并网逆变器可能发生的失稳现象,提出一种光伏并网逆变器的数字H_∞鲁棒控制器设计方法。首先建立传统控制策略下光伏并网逆变器的控制模型,并分析其在弱电网条件下的稳定性。为了提高LCL型光伏并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,考虑数字控制延时的影响,通过建立离散域下光伏并网逆变器的标准H_∞控制模型,并设计加权函数,求得光伏并网逆变器的数字H_∞控制器。与传统的双闭环控制策略相比,理论分析与仿真和实验结果均表明,所设计的数字H_∞控制器可显著增强弱电网条件下光伏并网逆变器的稳定性。     

多逆变器并网稳定性分析

随着微网的快速发展,光伏渗透率逐渐增高。在多逆变器并网情况下,常采用电容电流反馈的虚拟阻尼方法来抑制谐振并网时产生的谐振。文章基于多台逆变器并网的闭环阻尼模型,分析了并网逆变器在硬件相同但软件参数不同情况下的多逆变器并网谐振阻尼特性,并采用传递函数闭环零极点的变化轨迹分析阻尼系数对多逆变器并网系统稳定性的影响。最后利用Matlab/simulink软件对所提出的控制策略进行了仿真,仿真结果表明,所提出的控制策略能保证系统的稳定性,并且有效地抑制并网谐振。     

基于过采样的LCL并网逆变器有源阻尼控制

LCL并网逆变器存在谐振问题,通常采用有源阻尼法对其进行抑制,但其数字控制过程中引入的控制延时,会影响有源阻尼控制的动态响应性能。针对上述问题,在原有的基于电容电压反馈的有源阻尼控制方案基础上,引入过采样的调制策略,通过一个开关周期内多次采样多次装载调制信号,有效减小控制延时,改善有源阻尼控制的动态响应性能。实验研究证明所提出控制方案的正确性和有效性。     

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。