基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型并网逆变器闭环参数设计

基于电容电流反馈的有源阻尼是实现LCL型并网逆变器谐振峰阻尼的一种有效方法,PI调节器因其简单有效而常用于并网电流的控制。针对基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型单相并网逆变器,详细分析PI调节器参数和电容电流反馈系数等闭环参数对系统性能的影响,通过对并网电流稳态误差、系统相位裕度和幅值裕度的分析,得到满足上述要求的PI调节器参数和电容电流反馈系数的取值范围,结合实际应用需要就可从中优化选取出合适的闭环参数。所提出的闭环参数设计方法不需要反复试凑,不仅可以有效阻尼LCL滤波器谐振峰,而且可以使系统具有高鲁棒性、快速动态响应性能和低稳态误差。实验结果证明了所提出的闭环参数设计方法是有效的。     

基于谐振阻尼的三相LCL型并网逆变器谐波抑制优化策略

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是内部滤波器自身容易出现谐振,而且对电网背景谐波电压引起的电网电流谐波抑制能力有限。针对逆变器中LCL型滤波器自身存在的谐振现象,在逆变器侧电流单环控制的基础上,分析其谐振机理,采用基于电感电流一阶微分前馈的谐振阻尼抑制谐振;同时建立谐波电网下的LCL型并网逆变器微分方程模型。在抑制谐振的基础上,主要分析网侧谐波电流环直接抑制方式,实现对电网电流谐振与谐波复合抑制,同时采用滤波电容临界值作为选择网侧谐波电流闭环的条件。分析闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计。实验结果验证了所采用控制策略的正确性和有效性。     

逆变器侧电流反馈的LCL滤波并网逆变器参数设计

对于采用有源阻尼控制策略的LCL并网逆变器而言,逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器能稳定工作,其控制参数设计相对简单,但是进网电流易产生较大的低频谐波。从控制的角度分析了产生低频谐波电流的原因,得出电流环的控制参数、LCL滤波器参数对低频谐波电流抑制的具体作用。在此基础上,得到逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器的滤波参数和控制参数的设计方法。实验结果表明,所提出的参数设计方法正确、有效。     

大容量光伏逆变器LCL滤波器参数优化设计

对于大容量联网光伏逆变器系统,其配置的LCL滤波器总电感量大小直接关系到系统的尺寸和成本。为此,提出了一种根据滤波性能要求,使总电感量最小的LCL参数优化设计方法。该方法以电容支路消耗无功大小,注入电网谐波电流与对应频次谐波电压幅度比作为滤波器性能考核参数。通过引入电容支路与网侧电感支路对高频谐波电流的分流比参数,建立了总电感量与主要设计参数之间的函数关系,给出了总电感量最小的参数条件及其求解方法。设计算例及仿真结果验证了所提出设计方法的实用性与有效性。     

LCL型三相并网逆变器双闭环解耦控制器设计

在带LCL滤波器的三相并网逆变器电流双闭环有源阻尼方案中,精确设计控制器参数有助于提高系统控制性能。本文针对其具体拓扑结构,建立了dq同步旋转坐标系下的数学模型,对dq两轴进行解耦控制。研究基于期望频率特性的电流双闭环控制器的设计方法,并重点分析当系统参数发生变化时,对系统稳定性的影响。该设计方法在已知系统参数的情况下,可以准确地计算出内外环的控制器参数,在保证系统性能的同时获得一定的系统鲁棒性。仿真和样机实验结果都表明,该控制器设计方法可以使带LCL滤波器的三相并网逆变器系统稳定可靠的运行,并获得高质量的并网电流。     

三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究

在满足相同的高频滤波效果的情况下,LCL滤波器所需的总电感值比L滤波器小,因此更适于在大功率、开关频率较低的电流源控制型并网设备上应用。然而针对该类型滤波器的参数设计不仅关系到开关频率处纹波抑制效果,同时也会影响并网电流控制器的性能。本文首先建立LCL滤波器在并网模式下的谐波模型,其次研究滤波器各参数变化与纹波抑制和谐振频率之间的变化关系,在此基础上提出在尽量节约总的电感磁心材料的前提下,设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值,同时还需要保证LCL滤波器的谐振频率不能太小,以免成为制约电流控制器设计时的因素。最后通过三相并网逆变器的实验装置给出LCL滤波器设计方案的实验效果。     

LCL型逆变器谐振抑制及双闭环解耦控制器设计

针对三相光伏并网变流器系统,首先在d,q坐标系下建立其数学模型,采用双电流环实现其高性能并网。LCL型滤波器在其固有频率点处的欠阻尼,甚至无阻尼状态会导致滤波器谐振尖峰的产生,易使得整个系统不稳定而控制失效。为此这里利用反馈电容电流的方法,给系统等效地增加一定的阻尼,达到抑制谐振的效果;其次针对传统仅凭经验估算公式设置控制器参数在实际系统运行时表现出较大偏差的问题,采用基于期望系统开环对数幅频特性的方法来有效辨识控制器参数;最后,通过仿真验证了所提控制策略不仅可以减小逆变器直流环电压纹波,而且使得其输出并网电流兼具良好的动态性能和稳态性能。     

并网逆变器LCL滤波器的参数优化设计

LCL型滤波器因具有更优的高频谐波衰减性和滤波效果被广泛应用于并网逆变器中,但其参数设计较为复杂。提出了一种新的LCL型滤波器参数优化设计方案,建立以纹波电流最小化、谐波衰减最大化和功率损耗最小化的多个目标优化设计模型。运用熵值权重法转换为单目标优化模型并利用遗传算法对优化模型求解。在MATLAB/Simulink中搭建基于LCL滤波器的并网逆变器仿真模型,验证了该优化方案的适用性。与现有方法相比,文中的优化方法在保证滤波效果的前提下,具有更好的谐波衰减性能,抑制纹波的能力及更小的功率损耗。     

LCL并网逆变器双闭环控制策略及其参数设计

LCL滤波器广泛应用于并网逆变器中,但弱电网下电网阻抗的波动和数字控制器的延时均可能使逆变器失稳,逆变器侧电流较大的高频谐波也会影响逆变器的使用寿命。本文基于双电流闭环控制的逆变器提出一种完备的参数设计方案。首先建立系统在数字控制下的精确模型,根据劳斯判据确定控制参数的取值范围,然后对有源阻尼特性进行分析从而确定反馈系数K的最佳取值。最后采用系统简化模型计算具体的控制参数,在保证精度的同时降低了计算过程的复杂性。实验结果表明所设计的控制器使并网逆变器具有更好的动态和稳态特性。     

基于IGA的PID控制软开关静止变流器的研究

针对如何改善静止变流器输出电压波形质量、减小开关损耗等问题,提出一种基于改进遗传算法(ImprovedGenetic Algorithm,IGA)的PID控制策略,该方法可在全局空间内对PID参数进行寻优,并能迅速收敛到全局最优解。设计以三相ZVZCT软开关逆变器为主功率变换器、DSP芯片TMS320LF2407为主处理单元的静止变流器实现方案,并制作调试了一台600 VA原理样机。实验结果表明,基于改进遗传算法的PID数字控制软开关静止变流器,变换效率高,开关损耗低,输出电压波形好。     

基于双二阶滤波器的LCL型并网逆变器延时补偿方法

为了抑制LCL型滤波器的谐振尖峰,电容电流反馈有源阻尼被广泛应用于LCL型并网逆变器中。由于数字控制延时带来的不利影响,电容电流反馈有源阻尼的阻尼性能被严重削弱。负阻尼区域出现在到之间,减弱了并网逆变器的稳定性和对电网阻抗变化下的鲁棒性。在电容电流反馈通道上插入一个双二阶滤波器来补偿数字控制延时带来的相位滞后,正阻尼范围可以扩展到,从而实现了对电网阻抗变化的高鲁棒性。选择了合适的离散化方法,分析了补偿后的系统稳定性。提出了一个详细的闭环参数设计流程,以获得良好的控制性能。最后,实验结果验证所提方法的有效性和参数设计流程的可行性。     

LCL滤波光伏并网逆变器控制策略

为了探讨光伏并网逆变系统控制策略,消除并网电流谐波,研究了LCL滤波和电容电流内环、并网电流外环的双闭环控制规律;设计了光伏并网逆变系统,该系统采用LCL滤波,选用双闭环控制提高系统稳定性;针对传统PI控制的特点,改进传递函数,减小调试范围。该系统综合了双闭环控制、PI控制的优点,仿真试验验证了该系统的线电压波形稳定,静态误差较小,动态响应能力较强,显示该控制系统的优越性,表明了该系统能较好提高并网电流质量,控制策略有效可行。     

基于改进遗传算法的无源滤波器设计

在配电网中装设无源滤波器抑制谐波和进行基波无功补偿的设计中，保证基波无功补偿容量的前提下，最关键的是对滤波方案中的LC元件参数的优化，LC元件参数的优化是一个多约束、非线性的规划问题，应用改进遗传算法处理滤波器LC参数优化的规划问题，不但可以找到全局最优解，而且明显提高了算法的寻优速度，最后通过对具体工程算例的计算，表明了应用遗传算法设计滤波方案的优越性和对遗传算法改进的有效性。     

基于PR调节器的并网型逆变器谐波抑制策略

解决LCL型并网逆变器谐振问题的有效途径是采用电容电流反馈的有源阻尼法,比例谐振(PR)调节器因具有良好的准确性和抗干扰性能,比PI调节器更适于对并网电流控制,但电网电压背景谐波会使并网电能质量变差。提出了一种基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的双闭环控制策略,经过适当变换,电容电流内环等效为网侧电感电压微分反馈,电网电压前馈等效为比例前馈。仿真实验结果表明,基于电网电压微分前馈和PR调节器相结合的控制策略可以基本避免电网电压谐波影响并网电能质量,且该策略可以省去对三相电容电流的检测,在很大程度上节约了成本。     

基于混沌优化的量子遗传算法

量子遗传算法是一种高效的并行算法,但它有时会陷入局部极值。混沌优化的遍历性可作为搜索过程中避免陷入局部极小值的一种优化机制,随机性和规律性使它具有丰富的时空动态。对二者互补地结合作了试探分析,典型函数测试结果表明,混沌优化与量子遗传算法相结合的全局寻优效果更佳。     

科氏流量计仿人智能控制器参数的量子遗传优化

设计的科氏流量计仿人智能振幅控制器根据振幅偏差及其变化率将振动过程划分为8种特征状态,利用启发式搜索和直觉推理,分别设计相应的控制模态,从而实现振动控制;针对控制器中振动特征状态识别参数与控制模态参数较多且不易设置的问题,采用量子遗传优化算法实现控制器参数优化,给出了优化原理、优化流程和实现步骤,并进行实验验证。结果表明,参数优化后仿人智能控制器起振时间较优化前减少约0.1 s、较PID控制减少约0.6 s,且振幅稳定,验证了方法性能。     

基于自适应遗传算法的风力发电系统网侧LCL滤波器的优化设计

大功率风力发电系统常在电网侧接入滤波器以抑制变流器带来的高频谐波,但LCL滤波器参数的设计仍存在计算复杂、准确性低、滤波性能差等不足。提出了基于自适应遗传算法来优化设计网侧LCL滤波器参数。通过采用自适应的交叉概率和变异概率来提高进化效率以减小参数优化计算时间,并综合考虑LCL滤波器的重要约束条件和滤波性能来优化LCL滤波器的主要参数。最后PSCAD/EMTDC的实例仿真结果充分表明采用优化参数的滤波器具有良好的网侧谐波抑制能力,为工程应用提供了重要的依据。