光伏并网逆变器空间电压矢量双滞环电流控制新策略

提出了一种适用于三相光伏并网逆变器的双滞环电流控制改进算法.根据逆变器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦控制,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制.最后利用Matlab/Simulink工具箱和3 kW实验平台对双滞环控制算法进行验证.结果表明,该算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效地克服了开关频率变化不固定、开关损耗较大等问题.     

三相电压型PWM整流器双滞环电流控制策略的研究

提出了一种适用于三相无中线PWM整流器的定频滞环电流控制改进算法。其主要原理是利用三相PWM整流器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制。最后在MATLAB/simulink工具箱中进行了仿真验证。该改进算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效的克服了开关频率变化不固定、开关损耗增大等问题。     

光伏并网逆变器自适应电流滞环跟踪控制的研究

在传统电流滞环控制的基础上,提出一种能动态调整滞环宽度的自适应滞环控制算法,应用于太阳能光伏并网逆变器的控制。以Matlab/simulink以及Matlab和Psim的接口模块Simcoupler为仿真平台,在滞环控制数学模型和算法的基础上构建光伏阵列,自适应滞环宽度计算器和滞环控制器的仿真模块;最后搭建以光伏模块,单相全桥PWM逆变器,滤波电感,负载和电网为电力元件的光伏并网逆变系统,并以自适应滞环控制器对逆变器进行开关频率的控制,仿真结果表明采用自适应滞环控制策略,能实现开关频率的固定化,电流滞环宽度动态调制,在开关频率较高的条件下,使注入电网的电流和电网电压同相,功率因数为1。     

光伏并网逆变器自适应电流滞环跟踪控制的研究

在传统电流滞环控制的基础上,提出一种能动态调整滞环宽度的自适应滞环控制算法,应用于太阳能光伏并网逆变器的控制.以Matlab/simulink以及Matlab和Psim的接口模块Simcoupler为仿真平台,在滞环控制数学模型和算法的基础上构建光伏阵列,自适应滞环宽度计算器和滞环控制器的仿真模块;最后搭建以光伏模块,单相全桥PWM逆变器,滤波电感,负载和电网为电力元件的光伏并网逆变系统,并以自适应滞环控制器对逆变器进行开关频率的控制,仿真结果表明采用自适应滞环控制策略,能实现开关频率的固定化,电流滞环宽度动态调制,在开关频率较高的条件下,使注入电网的电流和电网电压同相,功率因数为1.     

光伏并网逆变器滞环电流的自适应控制

在传统两电平电流滞环控制的基础上,提出一种能动态调整滞环宽度的自适应滞环控制算法,建立自适应算法的几何数学模型,应用于光伏并网逆变器的控制系统.以Matlab/simulink为系统仿真平台,在Matlab和Psim的接口模块Simcoupler建立单相并网逆变器的主电路和控制电路,分别构建光伏阵列,最大功率跟踪控制,自适应滞环宽度计算器和两电平滞环控制器的仿真模块,最后构成以光伏模块、直流电容、单相全桥PWM逆变器、滤波电感和电网为电力元件的光伏并网逆变系统,以自适应滞环控制器对逆变器进行开关频率的控制,仿真结果表明采用自适应滞环控制的逆变器,能动态调整滞环宽度而保持开关频率不变,在开关频率较高的情况下,使注入电网的电流具有良好的电能质量,与电网电压同相,功率因数为1.     

三相光伏并网逆变器开关损耗抑制策略

针对并网接口逆变器输出电流需要快速动态响应的运行特点,采用电流滞环控制方法控制逆变器并网,滞环调制采用瞬时值比较方式,它具有自动峰值限制能力、电流跟踪精度高、动态响应快、不依赖负载参数和无条件稳定等优点。针对电流滞环控制开关频率高的缺点,提出一种基于低开关损耗的新型滞环控制方法,对三相并网逆变器进行控制并网,对其工作原理进行了详细分析。与传统滞环控制法相比,在保证并网电流质量的同时大大减小平均开关频率,从而减少了开关损耗。理论分析和仿真结果验证了此方法的正确性、有效性。     

并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研究

根据并网PWM逆变器运行特点,分析论述了两态滞环调制和三态滞环调制工作原理。研究和设计了一种具有倍频效果的三态滞环控制逆变器并网系统及其状态转移控制逻辑。在并网效率、并网电流脉动和开关频率等方面对两种滞环控制方式进行了对比研究。Pspice仿真和样机实验验证了在输出电流和环宽设定相同的情况下,三态滞环调制较之两态电流滞环调制具有倍频控制的效果,可在相对低的开关频率下获得较快的动态响应,有利于降低功率管开关损耗,提高并网系统运行效率。系统可实现功率因数为1的并网电流输出,且具有稳定性好、电流脉动小等优点。     

一种APF模糊自适应可变环宽滞环控制器

为改善常规滞环控制方式逆变器开关频率高且频率变化范围大的缺陷,提出了一种基于模糊自适应可变环宽的滞环电流控制方式。由于滞环宽度随给定信号及电压的变化而自动调整,故可有效地减小开关频率及频率的变化范围。简要说明了自适应可变环宽的滞环电流控制方式的工作原理,详细地给出了模糊自适应可变环宽控制器的设计方法。通过对常规滞环控制方式、自适应可变环宽滞环控制方式及模糊自适应可变环宽的滞环控制方式的仿真研究,结果表明,所提方法有效地降低了开关频率,减小了开关频率的变化范围。由此构成的三相有源电力滤波器能很好地满足对谐波补偿的高精度和实时性的要求。     

基于混合电平的改进型变环宽滞环控制逆变器

对于三电平控制的并网逆变器,采用变环宽的数字化滞环控制器能在大部分时间稳定开关频率,但在电压过零点附近仍然存在开关频率波动的现象.这主要是由于模数变换器采样频率的限制,导致电流在变化过程中,并不能准确地捕捉到滞环控制器的边界,并且由于电压过零点附近滞环控制器的环宽趋近于零,开关频率的波动将进一步恶化.为稳定开关频率,这里提出了混合电平控制策略改进电压过零点附近的开关频率波动.在电压过零点附近,将逆变器由三电平工作状态切换为两电平工作状态,从而增大了滞环比较器的环宽,稳定了滞环控制并网逆变器的开关频率,提高了并网逆变器的电能质量.     

NPC三电平逆变器的变环宽滞环控制策略*

滞环控制器具有结构简单、动态响应快、鲁棒性好的特点且自带限流功能.针对NPC三电平逆变器的三电平特性开展三位式滞环控制策略的研究.滞环控制器的控制效果和开关频率受滞环宽度的影响较大,因此定环宽滞环控制不能很好地满足不同工况的控制要求.为了提高NPC三电平逆变器的滞环控制效果,提出一种变环宽的滞环控制器来控制逆变器的输出电流.变环宽滞环控制方法在保留滞环控制器优点的同时还可根据系统要求对滞环宽度进行动态调整,提高可控制性能.在MATLAB/Simulink中搭建模型进行仿真研究,结果表明了该控制策略的正确性和有效性.     

PWM逆变器的建模与双环控制策略

为准确分析有源逆变器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源逆变器输出的基础上采用开关函数法建立了有源逆变器的开关周期平均模型。提出一种前馈加双环控制的控制策略,它的双环控制包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制。仿真结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流。     

DCM模式逆变器的定环宽电压滞环控制

针对单相半桥逆变器,文中提出了一种定环宽的电压滞环零电流开通控制方式。传统的逆变器工作于连续导通模式(Continuous Conduction Mode,CCM),使得开关损耗大降,低了逆变器的工作效率,而硬件上增加谐振电路实现软开关的方式,虽能减小开关管的损耗,却依旧无法提高逆变器的整体使用效率,为此,文中提出了一种定环宽的电压滞环控制方式,该方式通过使逆变器工作于不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM),不仅可以大幅减小滤波电感的体积,更能减小开关管的开通损耗提高逆变器的工作效率。文章还研究了定环宽下滞环宽度对谐波畸变率的影响,基于仿真结果进行线性分析,得出其量化函数关系。     

基于定频滞环控制的逆变器死区补偿研究

针对逆变器死区带来的控制精度下降、谐波含量增加等问题,提出一种基于定频滞环控制的死区补偿策略。介绍一种对相间电流误差进行控制的定频滞环控制方法,并利用扩张状态观测器对其中的扇区判断方法进行改进。通过开关动作前后的电流路径,分析出死区期间误差会超出滞环宽度上限或下限。实时计算误差超出环宽的幅度,调整实际环宽,使误差恰好符合预期环宽,达到死区补偿的目的。对基于定频滞环控制的逆变器进行仿真,证明了所提策略可以对死区进行精确补偿。     

四相横向磁通永磁电机的三电平滞环电流控制

以新型四相横向磁通永磁电机为研究对象,利用MATLAB/Simulink软件平台以及Simpower System工具箱,对闭环控制系统进行了研究。在传统双闭环调速控制基础上,为滞环电流控制环引入零电平,将滞环分为上滞环和下滞环。综合考虑开关频率与电流THD确定合适的滞环环宽,并根据偏差电流值与滞环环宽比较值得到逆变器控制信号。通过仿真得到各种工况下的电机运行数据,说明该控制方法能够对四相横向磁通永磁电机进行有效控制。     

单相三电平整流器双滞环SVPWM电流控制方法

基于电压空间矢量分析原理,提出了一种适用于开关管钳位混合单相三电平整流器的双滞环SVPWM电流控制方法。分析了单相三电平整流器的工作模式,提出了一种四态双滞环比较器来控制电流内环。根据输入比较器的误差电流大小,输出四种状态值,结合由电动势与预测电流离散化计算得到的指令电压矢量的所在区域,选择最佳开关输出矢量,使得电流误差控制在系统要求范围内。通过Matlab仿真,比较了跟踪电压矢量、两态单滞环、四态双滞环SVPWM电流三种控制方法,仿真结果验证了四态双滞环电流控制的优越性,通过小功率样机实验验证了双滞环控制算法的可靠性。     

Analysis and implementation of three-phase power quality compensator under the balanced and unbalanced load conditions

An active power filter with asymmetric inverter legs are presented to eliminate harmonics, compensate reactive power and draw the balanced line current from the AC source under balanced and unbalanced load conditions. Three inverter legs are used in the adopted voltage source inverter. In each leg, four active switches are adopted to achieve three-level pulse-width modulation (PWM). No clamped diode or flying capacitor is used in the proposed inverter. In the adopted control algorithm, a classical proportional-integral voltage controller and hysteresis current controller are used to maintain DC-link voltage constant and to track line current commands, respectively. A voltage compensator is added in the inner control loop to compensate the neutral point voltage variation due to load variation. Based on the proposed PWM control scheme, a three-level voltage pattern is generated on the AC terminal of the inverter. The system configuration and mathematical analysis are discussed in the paper. Finally, the experimental results based on a laboratory scaled down prototype are provided to verify the effectiveness of the control algorithm.     

一种改进的有源滤波器电流跟踪控制策略

针对电力有源滤波器传统双滞环控制策略在电流误差超出外环的情况下补偿电流不能及时跟踪指令电流的问题,提出了一种电压空间矢量双滞环电流跟踪控制的新方法。该方法通过使用模糊控制器在线动态调节外环滞环比较器的环宽,从而达到有效降低高次谐波分量的目的。该控制策略相比于传统双滞环控制策略,在有效降低高次谐波分量的同时,降低了开关损耗,提高了跟踪精度,增强了鲁棒性,改善了滤波器的性能。仿真结果证明了其可行性和有效性。     

一种适用于Z源的滞环控制算法的研究

基于Z拓扑的逆变系统,需在开关控制信号中加入直通信号。传统的滞环控制算法无法实现。针对这一局限,提出一种新的适用于Z拓扑的定频电流滞环控制策略。该策略保留了传统滞环控制的优点;采用定频控制,降低了系统损耗,便于滤波;有了Z源的升压作用,系统功率输出能力明显提高。通过MATLAB仿真,并经过实验验证,证明了该策略的可行性。     

串联型Z源滞环控制策略研究

基于Z拓扑的逆变系统,需在开关控制信号中加入直通信号。传统的变频滞环控制无法实现。提出一种适用于串联型Z源的定频电流滞环控制策略,综合传统滞环控制和串联型Z源的优点;采用定频控制,降低系统损耗,简化滤波;利用Z源的升压作用,提高系统功率输出能力。通过Matlab仿真与实验验证,证明了策略的可行性。