三相并网逆变器LCL滤波器的简明设计

LCL滤波器以其较好的滤波性能被广泛地用于并网逆变器,但无阻尼时系统产生谐振,给系统的稳定性控制带来困难。文中在建立三相并网逆变器数学模型的基础上,采用基于d,q同步旋转坐标系的电网电压定向控制策略,利用被动阻尼抑制谐振提高了并网逆变器的稳定性能。文中给出了被动阻尼LCL滤波器的详细设计方法,并比较其与单L滤波器的滤波效果,运用Matlab/simulink建立系统模型并进行仿真,实现了单位功率因数并网。     

基于LCL型滤波器的光伏并网逆变器的控制策略研究

光伏并网逆变器的LCL型滤波器与传统的L型﹑LC型相比较而言,在相同的电感量的情况下,LCL型滤波器对注入电网的高阶次谐波具有更好的抑制能力,谐波衰减十分明显,但是用LCL型滤波器作为光伏并网接口,容易产生谐振尖峰,影响整个系统的稳定性。本文主要对基于LCL型的光伏并网逆变器的直接转矩控制策略分析研究,提出改进的基于准直接功率控制(DPC)的控制策略,对LCL型滤波器的谐振问题进行有效抑制并且提高对光伏并网电压电流的控制能力。     

单相光伏逆变器的改进型并网控制方法

单相光伏并网逆变器通常采用双闭环控制和电网电压前馈控制的策略,其中双闭环的外电压环为采用PI恒压控制逆变前直流侧电压,分析比较了准比例谐振调节和PI调节两种电流内环的输出外特性,通过对电流内环采用准比例谐振控制的控制系统进行分析建模,建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真结果显示电流内环采用准比例谐振控制能实现并网电流的无静态误差控制,并减小电网频率偏移对并网电流的影响。仿真及实验得到的输出正弦电流波形良好,基于该并网控制策略的光伏逆变器能以高功率因数向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高、并网电流的THD明显优于传统方法,从而验证了改进后模型的可行性和实用性。     

基于电流无差拍和PI复合控制的新能源并网技术

为了提高新能源整个并网系统的性能,在分析无差拍控制和PI控制的工作原理基础上,提出了基于电流无差拍和PI复合控制的PWM逆变的控制策略。通过Matlab/Simulink建模仿真三相并网系统,采用LCL滤波器滤波。当系统接三相对称纯阻性负载和整流性负载时,将系统逆变电压与电网电压、逆变电流与电网电压进行比较,以及对三相逆变电流进行谐波分析。仿真结果表明,该并网控制策略能较好地跟踪电网电压,波形畸变较小、动态响应快。     

单相LCL并网逆变器双电流闭环控制仿真研究

采用LCL滤波方式的并网逆变器具有高频衰减特性,滤波效果优于单电感滤波方式。但是LCL滤波器为无阻尼三阶系统,易发生谐振。传统的解决方法是在电容支路串入电阻增加系统阻尼,虽然可以减小谐振,但却增加了额外损耗。文中采用并网电流和电容电流双闭环的方法增加系统阻尼,对电流双闭环方案进行系统建模和稳定性分析,并用MATLAB软件进行仿真验证。结果表明该方案可抑制系统振荡,提高系统稳定性。     

新能源并网逆变器入网电流通用控制

太阳能电池、风力发电,以及燃料电池等新能源发电中的并网逆变器技术的研究已经成为一个重要的研究方向。为了消除逆变器输出电流中的高次谐波,通常采用LCL滤波器对谐波进行处理。但是LCL滤波器是无阻尼三阶系统,使输出容易产生谐振,因此逆变器电流控制器的研究成为了研究的热点。本文就当今使用较为热门的电容电流内环、入网电流外环的双闭环控制策略进行分析,使用MATLAB／Simulink进行仿真,并在仿真中加入功率因数（PF）的验证。从仿真结果看出该方案可有效地避免入网电流谐振,入网电流能很好地跟踪并网电压,达到同频同相,功率因数约等于1,并且在FFT谐波分析中达到满意的效果。     

基于虚拟电阻法的LCL滤波器特性分析

LCL滤波器与传统的L滤波器相比,有着更好的滤波效果,但是,同时LCL滤波器会有谐振问题,导致了系统不稳定。为了要抑制其谐振特性,将虚拟电阻法和无源阻尼法这两种控制策略进行了研究分析,还将虚拟电阻法运用到了光伏并网逆变器中,最后通过仿真结果的对比,表明了虚拟电阻法可以有效地抑制LCL滤波器的谐振峰,降低了输出电流的谐波,系统的稳定性也得到了增强。     

基于dSPACE的单相并网逆变器控制策略研究

针对电压畸变导致并网电流谐波含量较高的问题,文中提出准比例谐振控制与电压前馈相结合的控制策略。结合准比例谐振控制器在谐振频率处增益无穷大的特点,减小并网电流稳态误差,并引入电压前馈消除电压对系统影响,达到了改善并网电流质量的目的。文中分析了单相并网逆变器数学模型,通过闭环控制来抑制因电压畸变产生的并网电流谐波分量,同时采用控制变量法设定准比例谐振控制器参数,分析准比例谐振控制器参数对系统性能的影响。最后建立MATLAB/Simulink仿真模型并搭建dSPACE-DS1104半实物仿真平台,通过不同策略下的仿真与实验验证了所提策略的有效性。     

一种基于LLCL型滤波器的光伏逆变器分析与设计

提出了新型并网逆变器的高阶功率滤波器的拓扑电路,称为LLCL滤波器。采用新型LLCL型滤波器对单相光伏并网逆变器进行滤波,LLCL滤波器通过在传统LCL滤波器的电容支路中串联一个小的电感达到在开关频率处产生串联谐振,相比LCL型滤波器能够更大程度地对串联谐振频率处的电流谐波进行衰减,可以减少电感装置的体积和重量,减少动态响应时间。更重要的是,能够减少电网侧的电感值,这样可以提高特征谐振频率点,有利于并网逆变器的控制。对比分析了传统LCL滤波器和LLCL滤波器的性能,证实和评估LLCL滤波器的优越性。对LLCL滤波器进行了参数设计,使用Matlab仿真软件搭建模型,仿真结果表明系统具有较好的稳态性能,且抗干扰性能好。     

基于准比例谐振的电流双闭环光伏并网控制

光伏并网逆变器的控制技术是光伏发电系统的关键环节,其中基于电流闭环的矢量控制技术在并网逆变器中应用比较广泛。为了解决同步旋转dq坐标系下解耦控制繁琐、困难等问题,本文研究了一种基于准比例谐振的电流双闭环控制策略。仿真结果表明,在静止坐标系下可以对特定频率(谐振频率)的正弦信号进行无误差跟踪,该方法简单可靠,同时还能有效抑制电网电压的扰动。     

基于DSP2812的永磁直驱风力发电并网研究

针对直驱式永磁同步风力发电系统的并网运行,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法控制,提高直流侧电压利用率以及系统动态性能,降低谐波含量。在基于传统电网电压定向的双环控制策略基础上,采用基于虚拟电阻的LCL有源滤波环节取代L滤波,提高滤波特性和电流内环的响应速度,降低设备损耗和成本。运用MATLAB/Simulink建立系统的仿真模型对提出的控制策略进行验证,仿真结果表明了控制方案的可行性,系统能够可靠稳定地向电网输送电能。最后基于TMS320F2812 DSP芯片设计了5kW样机系统,实验结果表明系统运行效果良好,能够实现单位功率因数并网。     

基于LCL型并网逆变器的二自由度控制技术研究

并网逆变器的交流侧大多都采用LCL型滤波器对系统进行滤波,相比于L型滤波器它可以达到更好的滤波效果,然而,由于LCL型滤波器容易产生高频谐振,系统的稳定性会因此而受到影响。为了解决这个问题,提出了多种解决方案,其中无源阻尼和有源阻尼是使用比较广泛的两种控制方法。该文将一种二自由度PID控制策略应用于光伏并网逆变控制系统之中,通过Matlab仿真分析了系统的性能,实验结果表明,该方法增强了系统的鲁棒性和跟随性,对系统的谐波有较好的抑制效果。     

基于LCL滤波器的逆变器并网有源阻尼控制策略

目前LCL滤波器的逆变器广泛应用于并网过程中,由于本身是三阶欠阻尼系统,常常出现谐振尖峰,进而导致系统不稳定。对此,提出一种基于带通滤波器单反馈有源阻尼策略。首先,选取合适的LCL滤波器参数实现并网条件。其次,从幅值特性和相位裕度的角度出发,采用极点配置法对带通滤波器进行参数设计并设置反馈并网高频电流。最后,通过MATLAB/Simlink仿真验证带通滤波器有源阻尼方法的可行性和有效性。     

基于电网电压矢量定向的三相并网逆变系统设计

本文介绍了并网逆变用LCL输出滤波器的设计步骤和基干电网电压矢量定向的并网逆变系统直接电流控制方案的基本原理与推导过程,利用数字信号处理器TMS320F2812设计了一台原理样机。仿真和实验结果表明：网侧电流比逆变器侧电流高次谐波得到更好地衰减,并网电流与电网电压保持同相位,系统以单位功率因数向电网馈送电能。     

5kW光伏并网发电系统及其仿真研究

随着新能源发电的迅速发展,越来越多的可再生能源被转化为电能并通过并网逆变器输送到电网。利用MATLAB仿真工具箱建立了由光伏阵列输出、Boost升压电路、逆变器、控制器、电网等组成的5 kW光伏并网发电系统的仿真模型,研究了光伏并网系统的特性。采用变结构模糊PID控制器实现5 kW光伏发电系统的MPPT;采样电网电压作为逆变器电流的参考信号,利用滞环比较法控制逆变器,实现系统输出电流与电网电压同频同相,功率因素近似为1。仿真结果表明,系统较好地实现了光伏发电系统的MPPT及安全并网,对实际光伏并网系统的设计有参考意义。     

三相并网逆变器的双环控制策略研究

由于对高频谐波的抑制效果明显好于L型滤波器,因此LCL滤波器在电流源控制的并网逆变器中应用越来越广泛。而针对该类型的并网逆变器的控制策略更为复杂,为了简化控制策略一种基于电流双环的并网控制方案被提出来。与电压电流的双环控制器设计方法不同,设计电流双环控制器参数时除了考虑内外环控制器的相互影响以外,还需要考虑双环控制器带来的降阶和少自由度问题。因此本文在介绍基于高阶极点配置的电流双环控制器设计方法的基础上,重点分析在电流双环控制带来的少自由度的情况下如何合理的设计控制器参数。实验结果表明,根据该方案设计的控制器参数能够使三相并网逆变器安全、可靠运行且具有较快的动态响应速度。     

基于电流无差拍控制的单相光伏并网逆变器研究

摘要：在单相光伏逆变并网系统中,传统控制器由于其控制算法简单使其电流响应速度慢,在电流发生变化时容易产生谐波污染电网,不能满足越来越高的电能质量要求。通过对单相光伏并网逆变器模型的研究,采用一种基于电流无差拍的控制方法,推导出其离散传递函数,并对其进行稳定性分析。在降低稳态误差和提高抗干扰能力的同时使得电流的响应速度提高,并且降低了逆变器并网电流的总谐波畸变率。最后通过仿真和实验验证了理论的正确性和控制方法的有效性。     

基于虚拟振荡器与电压电流环控制的单相逆变器研究

本文在虚拟振荡器控制中加入比例积分（PI）电流环和准比例谐振（QPR）电压环控制,抑制逆变器负载较大情况下的LC滤波器谐振,提高电能质量,分析了PI控制器参数对被控系统的影响和QPR控制器参数对控制器的影响,基于MATLAB/simulink进行仿真,仿真结果表明该控制策略能抑制LC滤波器谐振,改善逆变器输出波形畸变,降低总谐波失真。     

三相PWM整流器前馈与滑模变结构控制研究

在两相旋转坐标系下对三相电压型PWM整流器进行建模分析。针对双闭环PI控制策略抑制负载扰动及电网电压波动能力差,以及系统动态响应慢等问题,提出了负载电流前馈策略来提高系统抗负载波动能力。并且电流环采用基于PID趋近率的滑模变结构控制策略来满足前馈控制策略对内环响应速度的要求,并提高系统动态性能以及鲁棒性,PID趋近率可以有效抑制传统变结构的抖振问题。应用Matlab/Simulink软件进行仿真,并以DSP TMS320X2812为核心搭建优化控制器的三相VSR实验平台,进行仿真及实验验证。结果显示本文所提出控制方法可有效抑制负载变化、电网电压波动以及其它干扰所对直流电压稳定性的影响,具有很强的鲁棒性,动态响应速度快且性能稳定。     

三相光伏并网发电系统主电路设计

对比分析单级型和多级型光伏并网逆变系统的优缺点,以及光伏阵列可扩展性,确定了双级型并网逆变器拓扑结构,电压源电流控制方式,带工频变压器隔离的拓扑方式,对BOOST电路、逆变器、LCL滤波器等主要元件进行设计,为主电路设计提供了理论依据。仿真验证了LCL滤波器设计的合理性。