基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法研究

受电网电压畸变等问题的影响,单相光伏并网逆变器输出电流中存在大量谐波,严重降低了该逆变器输出电能的质量。针对上述问题,提出一种基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法。该方法借助扰动补偿器倍频次谐波的抑制能力实现高频谐波电流的有效补偿,利用矢量比例积分控制器实现工频交流电流的无静差跟踪。文章利用额定功率为5 kW的单相光伏并网逆变器样机进行稳态运行实验。实验结果表明,文章所提出的控制算法能够大幅度降低单相光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提升该逆变器的并网电能质量。     

具备高压解耦电路的新型无电解电容微逆变器研究

提出了一种新颖的单相无电解电容光伏并网微逆变器。该微逆变器主电路拓扑由光伏器件输出侧功率解耦电路和反激式逆变器构成。解耦电路将光伏器件输出能量储存在高电压电容中,以减小解耦电容容量,实现小容量薄膜电容替代大容量电解电容。反激式变换器以薄膜电容为主要电源,避免光伏器件工作受逆变干扰,简化了微逆变器控制策略。同时,详细分析微逆变器电路的工作原理,并阐述电路主要参数的设计依据。最后,搭建一台100W并网微逆变器样机,实验结果验证了所提出微逆变器及控制策略的有效性。     

电感和电容损耗对Steinmetz电路的影响

对于大功率工频感应炉一类阻抗经常变化的单相负载,一般采用Steinmetz电路。Steinmetz电路可以把一个任意功率因数的单相负载校正成任意理想功率因数的平衡三相负载。本文讨论电抗器和电容器的有功损耗对Steinmetz电路平衡条件的影响,推导出电流不对称系数与损失角正切之间的关系;给出了平衡器存在损耗时Steinmetz电路的平衡条件。     

一种新型单相电流型多电平逆变器拓扑及控制方法研究

提出了一种电路结构较为简单的新型单相电流型多电平逆变器拓扑,分析了电路拓扑的工作原理及PWM控制方法,将电路拓扑的特点用于单电源电路驱动开关器件。仿真结果验证了电路拓扑的可行性和有效性,对广泛应用研究有参考价值。     

中小型风力发电系统单相并网逆变器控制策略研究

介绍了适用于中小型风力发电系统并网的单相逆变器主电路拓扑及其典型控制策略;针对传统PI控制器和新型PR控制器进行了详细的理论分析和比较。利用Matlab/Simulink搭建了风力发电系统单相并网逆变器仿真模型,分别对PI控制器和准PR控制器进行了仿真研究。仿真结果显示,新型准PR控制器具有更好的稳态特性、跟踪特性和更强的抗电网扰动能力。该控制策略对于中小型风力发电系统并网逆变器的实际应用具有重要意义。     

光伏并网逆变器的高增益数字PI控制器设计

首先分别在连续域和离散域下对单相光伏并网逆变器进行建模分析,通过对比分析积分控制和谐振控制的频率响应特性,结果表明当系统采样频率较高时,积分控制具有较高的工频幅值增益,离散域下的PI控制可代替PR控制实现对交流信号的跟踪控制。然后基于频率响应法,完成单相光伏并网逆变器的数字PI控制器设计,最后通过实验验证该文理论分析的正确性以及所设计的数字PI控制器的有效性。     

单相光伏并网逆变器电参数检测系统研究

准确检测光伏并网逆变器电参数,既可提高逆变器的控制速度和精度,又可在过流、过压、欠压等情况下迅速关断开关管,保护逆变器并提高其安全性。文章根据光伏并网逆变器对电参数的检测要求,以DSP芯片TMS320F2808为核心,由线性光耦HCNR201、霍尔电流电压传感器等器件构成检测电路、保护电路,设计了单相光伏并网逆变器电参数检测系统,并在1.5 kW高频隔离型光伏并网逆变器上应用。试验结果验证了该检测系统的可行性和可靠性。     

单相并网逆变器母线电容纹波分析与抑制研究

由Boost电路和DC/AC电路组成的两级并网逆变器会在直流母线电容上产生高低频纹波,过大的纹波电压会导致输出电压畸变,而过大的纹波电流会导致电容发热,缩短使用寿命。文章针对某3 kW单相光伏并网逆变器,提出了一种纹波电压和纹波电流综合分析整治方法,依此来指导母线电容参数的选取和抑制纹波幅值。样机试验结果说明了分析方法的正确性。     

一种应用于单相光伏微型逆变器的电路拓扑分析

现有的光伏微型逆变器大多由反激变换器与全桥逆变器构成。反激变换器具有结构简单、成本低的优点,是单相光伏微型逆变器的最佳选择,但其变压器漏感问题一直影响着系统效率。本文提出一种由升降压电路和反激电路相结合的升降压反激式电路拓扑结构,通过详细分析该拓扑结构的工作原理,发现该电路可将漏感能量吸收回馈电路,实现了漏感能量的再利用;同时实现了开关管漏源电压的钳位,提高系统能量利用率的同时,降低了开关管关断电压尖峰;最后通过SIMetrix仿真软件进行仿真验证,证明了理论分析的正确性。     

两相工频感应电炉

两相工频感应电炉是采用T/L接线的变压器取代具有两只感应线圈的单相工频感应电炉的电源装置,使单相结构两相运转,以保持三相电网的平衡。介绍了两相工频感应电炉的原理、电压和容量计算,三相电流的不平衡度及经济效益。     

基于Matlab/Simulink的两级式光伏并网系统仿真分析

研究一种单相光伏并网发电控制仿真系统。利用Matlab2008b/Simulink,采用boost电路和逆变电路两级式结构,其中采用电导增量法的最大功率跟踪功能在boost电路中实现,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流电压参数在逆变电路中通过PI调节实现。通过光伏阵列通用模型验证最大功率跟踪模块的正确性,通过并网实验验证并网跟踪性能。基本实现了光伏阵列最大功率点的快速、准确跟踪功能和逆变输出电流电压与电网电压的同频同相,保证了输出电流为正弦波形且纹波较少,能够快速跟踪电网电压的变化。证明此系统在实际中是可行的。     

一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器

提出一种用于漏电流抑制的改进型H7逆变器拓扑来抑制无变压器光伏发电系统中的漏电流。该拓扑在H7型逆变器拓扑的基础上增加了一个钳位电路,该电路由3个容值相等的分压电容和3个钳位开关管构成,钳位电路可实现逆变器的共模电压在续流状态内保持稳定。同时提出一种共模电压高频控制方案,在保证钳位点的电压为U_PV/3或2U_PV/3的基础上增加了共模电压的频率,对应的增加了电路的共模回路阻抗,系统的共模特性得到了优化,漏电流的抑制效果更好。搭建一台每相输出200 W的原理样机,通过saber仿真和硬件实验验证了理论分析的正确性。     

工频隔离三相并网光伏逆变器的状态反馈控制

重点研究了三相不平衡电网电压、变压器漏感和线路阻抗对逆变器波形质量和稳定性的影响,得出了逆变器的离散状态空间模型,提出并实现了工频隔离并网光伏逆变器的状态反馈控制策略。通过仿真和试验,验证了该控制策略能有效地抑制电网电压不平衡所造成的影响,可解决变压器漏感和线路阻抗所造成的稳定性问题。     

基于BOOST变换器的小型风力机并网逆变控制系统设计

概述了基于BOOST变换器的小型风力机并网逆变控制系统设计方案。系统由一个H桥并网逆变器和一个BOOST升压斩波电路组成。对并网逆变器采用电流内环和电压外环双环控制,以取得网侧电流的快速跟随性和直流侧电压的抗扰性;对BOOST斩波电路进行功率控制,实现风力发电机的最大功率跟踪。系统采用了根轨迹图解法进行控制器参数设计,并取得了较好的动态控制性能。最后,以1.5kW并网逆变器的试验结果验证了设计的正确性。     

一种能够抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器

该文给出一种能抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器,该逆变器是通过将H桥逆变器与Buck-Boost斩波电路级联以及对相关的元件进行复用并对电路进行简化得到的,可同时实现升降压以适应宽输入范围的直流侧电压,无电解电容应用且具备有效抑制漏电流的能力,保证系统的可靠性和安全性,非常适用于中小功率光伏系统。此外,利用一种基于调制波重构的非线性调制策略,能显著降低直流侧储能电感大小,有效提高功率密度,实现均衡升降压。详述其工作原理,通过共模分析验证其能对阴阳两极漏电流实现有效抑制以及新型调制策略下可实现均衡升降压控制。在理论分析基础上,完成逆变器并网控制的仿真和实验,结果与理论分析相契合。     

Z源逆变电路及其直通控制策略在光伏并网系统中的应用

针对传统的Z源逆变电路控制方式中需要独立分析升压电路控制因子和并网电路控制因子的问题,先在典型的Z源全桥逆变电路的拓扑结构中实现单桥臂上下管的直通相位控制方式下的开关时序,进而分析了Z源逆变电路的5种模态的工作原理,提出了一种适用于单相光伏逆变系统的Z源逆变电路直通控制方式,就是利用能量传递和傅里叶算法在直通零矢量和输出逆变电压之间建立直接联系。以一台3kW光伏并网逆变样机的测试结果表明,样机PV电压稳定,并网电压电流相位在50%输出功率下基本一致,其谐波含量和功率因数符合要求;同时,还具备一定的过压、欠压动态保护特性,反应时间迅速。结果表明,Z源逆变电路及其直通控制策略在光伏并网系统中的应用效果较好。     

一种三相电流型Sepic逆变器

该文提出一种非隔离型三相电流型Sepic逆变器,该逆变器的结构主要通过传统的三相桥式电路以及可升降压模块的Sepic电路组合而成。借助SPWM载波幅值可调策略解决对于电流型逆变器直流侧电感较大的问题,同时优化输出波形质量。首先介绍此三相电流型Sepic逆变器的工作原理以及相应的调制方式,并在此基础上给出此电路的电压增益数学公式推导,进行相应的数学建模,并由此确定了闭环控制策略。通过仿真验证此电路的升降压能力,最后通过TMS320F2812与FPGA搭建数字控制平台进行实验验证,验证此电路的可行性。     

基于SPWM的小型风电逆变系统的建模与仿真研究

以小型风力发电系统为研究对象,重点研究其逆变环节的设计,通过比较分析,主电路选择高频变压器形式,控制电路采用电压瞬时值反馈控制。利用MATLAB/Simulink软件建立了风电逆变系统的电路模型,给出了基于SPWM(Sinusoidal PWM)电压反馈控制的系统设计与仿真。在突加干扰的情况下仿真模型能很快稳定,具有较强的抗干扰能力,仿真结果验证了系统设计的可行性。在此基础上,完成了基于芯片TL494、IR2110和SG3525A的风电逆变控制系统的硬件设计方案。     

一种单级非隔离Buck-Boost新型光伏逆变器

提出一种新型单级非隔离Buck-Boost逆变器。为使输入电压与调制波之间呈线性关系,采用一种新型的非线性PWM策略。该逆变器具有平衡的升降压能力,适用于光伏系统等输入电压宽范围波动的场合;此外该逆变器所用开关器件较少,仅需一个感值较小的电感作为储能元件,无需电解电容,并具有体积小、成本低、效率高、短路及断路保护简单等优点。首先对该逆变器的工作原理进行分析,确定其调制策略,然后建立其数学模型,设计闭环调节器,最后进行仿真和实验验证。通过分析仿真和实验结果,表明该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围变化的场合。     

光伏并网逆变器死区效应研究

在并网逆变器中,为防止同一桥臂上的上下两个器件发生直通现象,必须注入微秒级的死区时间。死区时间越长,并网逆变器的工作越安全,但逆变器输出的电压波形质量会变差,同时对负载及电网造成不同程度的影响。因此有必要对死区效应进行深入研究。本文对死区效应进行了理论分析,研究了并网逆变器中死区时间对输出电压的影响,最后对并网系统的死区效应进行了仿真实验研究。