多逆变器并网运行耦合谐振分析及抑制策略

多逆变器并网运行的谐振问题与单台逆变器相比较为复杂。本文建立的多逆变器并网运行的诺顿等效数学模型,按谐振产生机理的差异将谐振划分为：自身谐振、并联谐振、串联谐振,并分析了各类谐振的特点;电流控制环节引入谐波电流补偿的有源阻尼环节,以衰减耦合谐振峰值。通过与未采用谐波电流补偿的控制策略的对比研究,验证该方案抑制谐振的有效性。     

非线性负载下逆变器并联系统控制策略研究

微电网并联逆变器接入非线性负载时出现的谐波电流,会引起逆变器输出电压畸变严重.以两逆变器并联运行模型为研究对象,提出一种综合控制策略.首先,在电压外环采用比例积分控制和重复控制串联控制方法的同时,考虑下垂控制所引起的基波频率偏移会进一步恶化输出电压质量,改进重复控制方法,实现在频率变化时对电压谐波的有效抑制.其次,由于SOGI可以抑制输入信号的谐波,将基于SOGI的虚拟复阻抗引入到电流反馈环,抑制谐波电流对虚拟复阻抗影响,有效改善功率均分效果和抑制逆变器间环流.最后,对所提出的综合控制策略进行仿真研究,验证所提控制策略的正确性和可行性.     

带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制研究

为了提高光伏逆变器并网电流质量,鉴于有源滤波器的控制算法,提出了一种新型的带谐波补偿的T型三电平并网逆变器控制策略。首先,采用锁相环分析电网电压矢量相位角,并根据光伏阵列输出的功率计算光伏并网逆变器的基波输出电流。然后,通过自校正滤波器技术提取网侧负载谐波电流。最后,根据基波输出电流与负载谐波电流确定T型三电平光伏并网逆变器的开关导通序列。为验证该控制策略,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型。仿真试验结果表明:该控制策略可有效改善网侧谐波电流,提高并网电流质量,在不增加设备的前提下实现光伏并网与有源滤波双重功能。该研究对于T型三电平逆变器在光伏并网及电能质量治理领域的推广应用具有重要价值。     

永磁同步电机的PPI-RES电流控制策略

采用常规比例-积分-谐振(PI-RES)电流控制器可抑制永磁同步电机(PMSM)相电流谐波.然而, 电机运行于高输出频率/采样频 率工况时, 系统受数字控制器一个采样周期延时的影响, 将出现电流震荡现象.为了解决上述问题, 提出一种预测比例-积分-谐振(PPI-RES)电流 控制策略.该方法分别利用电流误差微分模型和积分模型预测扰动电压和误差电流, 实现对输入延时的有效补偿.仿真结果验证了所提出电流控制策略的有效性.     

具有谐波补偿功能的光伏并网逆变器控制策略研究

随着高新能源技术的发展,光伏并网发电在通过逆变器并网时往往会产生大量的不同谐波,并因此消耗大量的电能。接入电网的光伏并网逆变器中存在大量的负载,这将使整体电网质量下降。针对此问题,论文提出一种具有谐波补偿功能的光伏并网逆变器控制方法,通过谐波补偿装置采集电网中的谐波含量,并基于MPPT算法对所采集的谐波进行分析、计算,根据所计算出的分析结果补偿谐波。该技术方案在三相电和单相电情况下均可正常使用。通过在实验室Matlab/Simulink环境下建立系统拓扑构架进行试验,电网中的电流谐波含量大大降低,从而消除了电网谐波对负载光伏并网逆变器的影响,因此,仿真结果验证了理论分析,该技术方案具有一定的实用价值和科研价值。     

改进电流型三相并网逆变器控制建模和仿真

研究改善传统三相并网逆变系统并网功率不易控制的问题,针对电网稳定控制供电,为了提高并网动特性,提出了一种基于正弦波脉宽调制与电流控制相结合的新型控制方案.对三相逆变器的输出参数应用PARK变换,并采取双电流环PI加前馈控制策略,实现了对电流的有功分量与无功分量对并网逆变器系统输出性能的控制.在Simulink环境下建立了系统的仿真模型,仿真结果表明,改进型的电流控制方法可以有效控制并网系统的有功与无功功率,谐波畸变小,是一种有较强应用价值的三相逆变器控制方案,为设计提供了科学依据.     

基于虚拟谐波阻抗的微电网谐波抑制控制策略

针对微电网中接入非线性负载带来的谐波污染问题,提出了基于虚拟谐波阻抗的微电网谐波抑制控制策略。分析了下垂控制原理,给出了2台逆变器并联运行的谐波抑制模型;采用基于二阶广义积分模型的方法检测谐波电流,并采用基于二阶广义积分模型改进的PR准比例谐振控制器实现了电压零稳态误差控制;分析了虚拟谐波阻抗控制策略及其实现。仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和可靠性。     

具有谐波补偿功能的微源逆变器控制研究

对一种具有谐波补偿功能的微源逆变器进行研究,即在一套逆变装置上同时实现并网和谐波补偿两种功能。首先,将谐波补偿量引入逆变器控制中,实现谐波补偿功能。并且逆变器直流侧的储能装置,可保证对谐波电流进行长时间补偿。其次,依据逆变器容量、发电单元输出及谐波功率,控制逆变器工作在最佳状态。最后,利用Matlab/Simulink验证所设计逆变器的可靠性及控制的有效性。     

基于神经网络的电力并网逆变器控制技术研究

研究了电流模式控制的电力并网逆变器的PR( proportion resonant)控制策略,针对提高并网供电功率优化逆变换器设计,分析了含LCL滤波器的电流双环控制电力并网逆变器模型.目前采用的比例谐振控制器难以用数字控制器实现的问题,提出了BP神经网络的增量式PR控制技术.在MATLAB平台上,建立数学模型仿真.仿真结果证明,在电流发生突变情况下,采用BP神经网络的电力并网逆变器的增量式PR控制,电流波形具有更好的动态性能与静态性能.对神经网络训练进行仿真,结果表明,并网供电控制取得良好的供电效果,为设计提供了参考依据.     

光伏发电系统并网逆变器控制策略研究

从光伏发电系统中并网逆变器的控制策略研究课题的背景和意义入手,对光伏发电系统中的并网逆变系统进行数学建模与分析。明确了光伏发电逆变系统的数学模型及工作原理后,针对一般的并网逆变器的控制策略没有实时更新参考信号的缺陷,提出了一种改进型的双闭环电流控制策略。在Matlab/Simulink软件环境中构建并模拟运行仿真模型。与其他常规控制策略相比,改进型双反馈闭环电流控制策略能稳定地跟踪电网电压相位,输出良好的并网电流波形。仿真成功验证了改进型策略的可行性。     

三电平有源中点钳位型微网储能变流器直流侧中点电压优化控制策略

对三电平有源中点钳位型微网储能变流器的直流侧中点电压平衡优化控制策略进行了研究.由于三电平半周期对称特定谐波消除脉宽调制方法(selected harmonic elimination pulse width modulation,SHEPWM)方程具有无数组解,且每组解对应的开关状态矢量不同.研究了特定谐波消除脉宽调制方法方程不同的解对应的开关状态矢量及其对中点电压的影响.提出在每个周期动态选择合适的解使中点电压趋于平衡的控制策略.该控制策略在消除特定低次谐波的同时,有效的控制了直流侧中点电压波动,因此提高了微网储能变流器并网输出电能质量和降低了对输出滤波器的设计要求.最后搭建了三电平微网储能变流器仿真模型和实验平台对所提出的控制策略进行验证,实验结果表明了该控制策略的有效性.     

PCI控制的九开关逆变器及谐波补偿控制研究

针对独立电源系统中,传统逆变电路与谐波补偿电路为两个并联式三相电压型逆变器,存在生产成本高、体积庞大、PI控制策略下逆变输出电流质量较差等问题。提出一种逆变与APF谐波补偿一体化的九开关控制拓扑结构,同时对九开关逆变器采用PCI控制策略,可在 坐标系下追踪交流信号减小稳态误差。通过Matlab/Simulink环境中的仿真研究表明,该控制方案能实现交流信号幅值和相位零稳态误差,加快系统的动态响应,明显减小电流信号的波动,保证了系统的稳态和动态性能。同时,系统谐波补偿效果较好,THD值下降,输出得到稳定的三相正弦交流信号,证实了该方法的有效性。     

Selective compensation of voltage harmonics in grid-connected microgrids

In this paper, a novel approach is proposed for selective compensation of main voltage harmonics in a grid-connected microgrid. The aim of compensation is to provide a high voltage quality at the point of common coupling (PCC). PCC voltage quality is of great importance due to sensitive loads that may be connected. It is assumed that the voltage harmonics are originated from distortion in grid voltage as well as the harmonic current of the nonlinear loads. Harmonic compensation is achieved through proper control of distributed generators (DGs) interface converters. The compensation effort of each harmonic is shared considering the respective current harmonic supplied by the DGs. The control system of each DG comprises harmonic compensator, fundamental power controllers, voltage and current proportional-resonant controller and virtual impedance loop. Virtual impedance is considered at fundamental frequency to enhance power control and also at harmonic frequencies to improve the nonlinear load sharing among DGs. The control system design is discussed in detail. The presented simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed method in compensation of the voltage harmonics to an acceptable level.     

基于双调谐滤波的动态电压恢复器设计

针对储能装置为不可控整流器的动态电压恢复器易造成直流侧电压不稳定以及电网谐波污染的问题,给出了采用低通滤波和电压闭环控制策略稳定直流侧电压的方法;提出了在不可控整流器前并联双调谐滤波器来滤除谐波,降低储能装置对电网的谐波污染的方法,并详细介绍了双调谐滤波器参数的设计原则。仿真和实验结果验证了设计的合理性。     

弱电网下基于功率前馈的光伏并网逆变器稳定性分析

光伏并网逆变器的直流侧电压在光照强度、温度等外界环境的影响下通常是波动的,这会对弱电网下光伏并网系统的稳定性产生影响.针对这一问题,在传统控制系统中引入基于功率前馈的电压控制回路,并给出其结构和参数的设计过程.在此基础上,对光伏并网逆变器的输出阻抗进行建模,并分析不同控制器下对应的输出阻抗的频率特性,并利用奈奎斯特稳定性判据,分析弱电网下光伏并网系统的稳定性.最后,通过仿真实验验证所提出控制策略的有效性.     

The Resonance Suppression for Parallel Photovoltaic Grid-connected Inverters in Weak Grid

Obvious resonance peak will be generated when parallel photovoltaic grid-connected inverters are connected to the weak grid with high grid impedance, which seriously affects the stability of grid-connected operation of the photovoltaic system. To overcome the problems mentioned above, the mathematical model of the parallel photovoltaic inverters is established. Several factors including the impact of the reference current of the grid-connected inverter, the grid voltage interference and the current disturbance between the photovoltaic inverters in parallel with the grid-connected inverters are analyzed. The grid impedance and the LCL filter of the photovoltaic inverter system are found to be the key elements which lead to existence of resonance peak. This paper presents the branch voltage and current double feedback suppression method under the premise of not changing the topological structure of the photovoltaic inverter, which effectively handles the resonance peak, weakens the harmonic content of the grid current of the photovoltaic grid-connected inverter and the voltage at the point of common coupling, and improves the stability of the parallel operation of the photovoltaic grid-connected inverters in weak grid. At last, the simulation model is established to verify the reliability of this suppression method.     

基于改进型重复PI控制的三相并网逆变器

针对三相大功率并网逆变器在开关频率较低情况下采用传统重复PI控制策略所存在的控制精度问题,提出了一种降低其输出并网电流THD的改进型重复PI控制策略。该策略基于线性插值理论计算出重复控制相位补偿中的分数拍提前,从而实现了电网全周期范围内的任意相位补偿,克服了整数拍相位补偿精度不高的问题,改善了并网电流的波形质量,同时对降低LCL型滤波器的体积和成本也起到了良好的作用。基于所提出的控制策略,利用MATLAB/Simulink仿真平台对系统进行了建模仿真。仿真结果表明了所提控制策略的正确性和可行性。     

矿井提升机动态无功补偿方案的研究

针对矿井提升机对电网造成无功冲击和高次谐波污染等问题,文章以焦煤集团某矿提升机负荷的特性为例提出了一种矿井提升机TSC型动态无功补偿方案,分析了矿井提升机负荷对电网的影响及产生的谐波电流,详细介绍了该方案的设计实现。仿真结果表明,该TSC型动态无功补偿方案基本上能满足动态补偿的要求,可提高网侧的功率因数并减少谐波向高压电网的输入,减小谐波电压和谐波电流畸变率。