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。     

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。     

基于谐波频谱的LCL滤波器性能分析

为了减少逆变器中的谐波干扰,常采用LCL滤波器,该滤波器性能优良,被广泛采用,但目前LCL滤波器的电感电容仍然较大,系统成本仍较高,据此提出一种新型的设计方法,即通过逆变器输出的高次谐波峰值及其频谱,采用直线交截法依次获得谐振频率等相关滤波参数。与此同时,在此基础上对基于谐波频谱的LCL滤波器的各参数再次进行优化,然后通过与未经优化的LCL滤波器进行性能分析比较,从理论上揭示了该滤波器的优越性。最后通过在三相并网逆变器上进行实验验证,最终设计出了总电感电容较小,且满足并网要求的LCL滤波器。     

LCL滤波并网逆变器的控制策略

本文关于LCL滤波并网逆变器的控制研究,研究了最合适的关于LCL滤波并网逆变器的控制方案。在开关的频率保持在同一个水准的时候在一个开关的周期内,研究组进行了对于逆变器的多次采样研究,有效地减少了在数字技术下控制的延时情况,提高了系统中本来的控制范围与延时时间。在定量分析的方式下,小组中的研究人员已经证实的开展了对LCL滤波并网逆变器本质性能的研究,分析了它的优势性能。与常规有源阻尼多环结构相比,该方案采用电流单环控制即可实现系统稳定,无需增加传感器,从而简化了控制结构。在最后,研究人员也同时通过了实验来对LCL滤波并网逆变器的性能进行了验证分析。     

光伏并网输出滤波器的研究与设计

逆变器的输出滤波对于电网安全工作尤为重要.首先对并网逆变器的滤波器进行研究,导出了LCL滤波器的传递函数,分析了不同参数变化对传递函数的影响.其次基于电路模型、传递函数及谐波分量的特点,介绍了LCL滤波器的设计方法并给出了消振措施.最后根据并网控制系统,建立光伏并网系统的仿真模型,对系统输出进行仿真,得到较好的仿真数据,实验证明了这种LCL滤波器设计方法的优越性.     

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。     

基于广义积分器二自由度PID控制的LCL变流器

本文提出了一种基于广义积分器的LCL并网逆变器单电流反馈二自由度PID控制策略（Generalized Integrator based Two Degrees of Freedom PID Control Strategy,GI-2DoF-PID）,该方法不用增加电压或电流传感器就可实现有源阻尼控制,系统成本低。GI-2DoF-PID的比例积分环节实现并网电流跟踪,而基于广义积分器的微分环节则增强LCL逆变器的阻尼系数,有效抑制系统与电网形成的谐振尖峰,提高系统可靠性与稳定性,改善系统的动态响应速度。本文推导了GI-2DoF-PID电流控制系统的传递函数,分析了系统的稳定裕度与动态特性,提出相应的参数设计原则并选取了合适的控制参数。构建了基于PLECS系统仿真模型,仿真结果表明：GI-2DoF-PID控制的LCL并网逆变器可以有效抑制LCL滤波器谐振;在电网电压严重畸变时的满载并网电流畸变率仅为3%,远低于国家标准的要求;当系统从半载跳变到满载时,系统超调量低,响应速度比其他方法更快。     

单相LCL型光伏逆变器新型控制方法研究

传统的三阶LCL滤波器存在谐振尖峰问题,文中基于LCL滤波器提出外环使用准比例谐振和改进型重复器为核心的控制系统,内环使用陷波器无源阻尼法。QPR可以实现无静差跟踪,改进重复控制有良好的高次谐波抑制能力,陷波器无源阻尼消除滤波器谐振问题。通过对实验样机仿真与实验,结果表明提高了系统的动态性能和稳定性。     

Quasi-Z Source Inverter Control of PV Grid-Connected Based on Fuzzy PCI

The photovoltaic grid-connected inverter is an important interface between the photovoltaic power generation system and power grid. Its high-quality operation is directly related to the output power quality of the power grid. In order to further optimize the control effect of the quasi-Z source grid-connected photovoltaic inverter, a fuzzy proportional complex integral control (PCI) method is proposed for the current internal loop control. This method can eliminate the steady-state error, and has the characteristic of zero steady-state error adjustment for the AC disturbance signal of a specific frequency. The inductance-capacitance-inductance (LCL) filter is adopted in the grid-connected circuit, and the feedback capacitive current is taken as the control variable of the inner loop to form the active damping control method, which can not only effectively suppress the resonance of the LCL circuit, but also significantly inhibit the high-order harmonics in the grid-connected current. Finally, a system simulation model is built in MATLAB/Simulink to verify the superiority and effectiveness of the proposed method.     

光伏发电系统并网控制技术现状与发展(下)

由于LCL滤波器针对高频谐波的滤除效果优于L型滤波器,因而广泛应用于电流源控制型的光伏并网逆变电路中,但也导致了基于LCL滤波器的光伏并网逆变器控制策略更为复杂,因此本文并从并网控制策略角度分析了间接电流控制与直接电流控制两种并网策略,并预测了未来光伏发电系统并网控制策略的发展趋势。     

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。     

Design and Implementation of a Robust Current Controller for VSI Connected to the Grid Through an LCL Filter

This paper describes the design and implementation of a discrete controller for grid-connected voltage-source inverters with an LCL filter usually found in wind power generation systems. First, a theorem that relates the controllability of the discrete dynamic equation of the inverter with LCL filter and the sampling frequency is derived. Then, a condition to obtain a partial state feedback controller robust to grid impedance uncertainties and based on linear matrix inequalities is proposed. This controller guarantees the stability and damping of the LCL filter resonance for a large set of grid conditions without requiring self-tuning procedures. Finally, an internal model controller is added to ensure asymptotic reference tracking and disturbance rejection, significantly reducing the impact of grid background voltage distortion on the output currents. Experimental results are presented to support the theoretical analysis and to demonstrate the system performance.      

Parameter Design of a Two-Current-Loop Controller Used in a Grid-Connected Inverter System With LCL Filter

LCL filters offer a better choice of attenuating switching frequency harmonics. However, in a grid-connected system, an LCL filter may cause resonance which is a disaster for the system's stability. In order to solve the problem, a two-current-loop control strategy, which includes grid-current outer loop and filter-capacitor-current inner loop, is adopted here. The implementation of this strategy is easy, but the tuning procedure is complex since the outer and inner controllers cannot cooperate well if the parameters of the controllers are not suitable. There is no literature which mentions a method to help give out accurate parameters of the controller. The difficulty of designing the controller is that only two feedbacks cannot provide complete information of a three-order LCL filter. A specific method is proposed in this paper to design the controller. The advantage of this method is to provide a way to maximize the utilization of the two feedbacks to get good system performance through parameter determination. The practicability of the method is tested by using bode diagram, and the antidistortion ability of the system is analyzed. Finally, experimental results verify the availability and correctness of the proposed method.     

LCL滤波器在并联型有源电力滤波器中的设计

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,同时也会影响电流控制器的性能。随着高频谐波抑制效果明显的LCL滤波器在并联型有源滤波器中应用,基于谐波电流跟踪控制器的LCL参数设计需要进一步研究,因此文中基于并联型有源电力滤波器给出一套LCL滤波器设计方法,并通过仿真验证该LCL滤波器的有源电力滤波器的有效性。