LCL型光伏并网逆变器输出电流复合控制策略

为了进一步优化光伏并网逆变器输出电流谐波抑制效果,提出一种针对LCL型光伏并网逆变器输出电流的复合控制策略.该策略并联比例复数积分(PCI)控制和重复控制(RC),绘出复合控制框图,推出传递函数,设计PCI、RC控制参数,得出复合控制能有效抑制电流谐波,节省并网系统控制成本,达到降低基频稳态误差的目的.通过搭建MATLAB/Simulink仿真平台,建立LCL型光伏并网逆变器模型,得出的仿真结果对比,表明该策略相比于P I+RC控制策略,并网电流总谐波畸变率降低程度为25.77％,显著提高了并网电流质量.     

LCL并网逆变器滑模降阶复合控制策略

针对采用LCL型滤波器接入电网的三相逆变器的控制器设计问题,设计了一种新型多闭环架构滑模控制器(SMC).当控制网侧电流时,带LCL滤波的三相并网逆变器离散时间域模型为具有非最小相位零的三阶系统,故将传统多闭环控制器中的电流内环采用离散时间域SMC实现,从而使得逆变器输出电流较好地跟踪参考电流,并与电网电压解耦,使系统模型降阶为类似于带CL滤波器的电流源逆变器二阶模型,从而降低了外环线性控制器设计难度,此外还引入了虚拟电阻进行谐振抑制.使用并网逆变器样机进行了新控制方案的测试,实验与仿真结果验证了多闭环架构SMC的控制性能.     

一种新型LCL并网逆变器复合控制方法的研究

随着滤波器的发展,LCL型滤波器应用范围越来越广泛。传统的PI控制不能很好地控制并网稳态误差问题,比例复数积分控制器也就是PCI虽较于PI能更进一步控制稳态误差,但并不理想,研究的是一种新型的复合控制方法,即PI与PCI控制相结合的控制方法。通过MATLAB/Simulink仿真平台,建立LCL型并网逆变器模型,通过对比分析,表明系统具有更好的稳定性和抗干扰性,而且对电流谐波畸变率(THD)有良好的抑制作用。     

基于复合控制的并网逆变器控制策略研究

在讨论三相并网逆变器传统控制策略局限性的基础上,对并网逆变器采用串并联结构PI+改进型重复控制策略的可行性进行分析,分别在系统稳定性以及补偿器的设计方法等方面作了较为详细的分析和推导,并提出具有统一结构的简化的补偿器设计方法—等效控制对象方法。对比分析了串并联结构的PI+改进型重复控制策略的优缺点及应用场合。最后通过1台20 kVA的并网逆变器样机,在电网电压存在畸变的条件下进行实验,对理论分析及提出的补偿器设计方法进行验证。     

基于复合控制的单相并网逆变器研究

单相并网逆变器并网电流中含有大量谐波,传统的PI控制器难以满足波形跟踪需要,此处采用比例+重复的复合控制算法用于逆变器电流环控制器设计,通过串联校正调整控制对象幅频、相频特性,重复控制器可以提高系统稳态性能,通过比例控制器可以保障其动态响应速度,并给出了复合控制器详细设计方法.搭建了一台单相并网逆变器实验平台,通过实验...     

LCL型光伏并网逆变器控制策略的研究

阐述了传统的PI双环控制算法的优缺点,并在此基础上,分析了PIR控制器的优势,用PIR电流控制器代替传统的PI控制器,同时采用电容电流比例反馈的方法抑制LCL滤波器的谐振尖峰,并加入电压前馈控制,消除电网电压对控制系统的影响。对控制器的参数进行设置,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,仿真结果表明,该方案抑制直流分量效果良好,抗电网扰动能力强,保证了并网电流和电网电压同频同相,实现了光伏逆变器只输出有功功率的目的,仿真验证了其有效性和可行性。     

LCL型逆变电源恒功率并网复合控制策略

提出一种LCL型逆变电源恒功率并网复合控制策略.外环利用改进比例谐振(PR)控制,实现对逆变电源入网电流指令的无静差跟踪;内环采用传统电容电流反馈,阻尼LCL型输出滤波器引入的系统高频谐振.探讨了并网逆变系统稳定性及参数设计方法.仿真试验表明并网逆变电源采用LCL型逆变电源恒功率并网复合控制策略能够获得优良的动静态性能.     

双频并网逆变器与LCL型逆变器效率对比研究

为了能够在保证并网逆变器输出电流质量满足并网要求的同时,降低并网逆变器的损耗,提高并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。双频并网逆变器含有两个工作在不同开关频率的功率单元。低频功率单元的开关频率低(2kHz),电流幅值大,将电能输送到电网,降低了系统的开关损耗。高频消谐单元电流幅值小,开关频率高(40 kHz),其电流与低频功率单元的电流纹波反向,作用是抵消掉低频单元电流的谐波成分,保证并网电流质量。此处对并联型双频单相并网逆变器的工作原理和控制策略进行了理论分析,并设计了一个相同功率等级的LCL型并网逆变器。并网实验结果证明了双频并网逆变器消谐理论的正确性和可行性。效率分析和实验也证明了双频理论能够改善系统效率。     

三相LCL并网逆变器自带低通滤波功能的复合控制方法

针对三相LCL型并网逆变器并网电流存在谐波污染问题,提出一种自带低通滤波功能的复合控制方案。在传统重复控制的内模中建立谐振衰减控制器,改善了重复控制对高频谐波抑制能力不佳的问题,不仅省去了低通滤波器的设计环节,简化了控制结构,同时提升了系统的整体稳态性能。将比例控制与带有谐振衰减控制器的重复控制并联组成自带低通滤波功能的复合控制,提高了系统负载突变时的动态补偿能力。最后提出了对自带低通滤波功能重复控制器参数的设计方案,理论分析和仿真结果验证了该控制方案的有效性。     

基于LCL滤波器的并网逆变器控制策略研究

针对基于LCL滤波器的三相并网逆变系统,首先给出了三相并网逆变器的数学模型,同时分析了LCL滤波器参数设计的限制条件以及步骤,然后在分析传统电容电流反馈有源阻尼法的基础上,以进一步减少系统传感器为目的,提出了一种并网电流反馈及电网电压前馈的控制策略。最后,为了验证提出的控制策略的有效性和可行性,搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型并进行仿真,仿真结果表明:该控制策略不仅可以使系统获得高质量的并网电流,并且能减少传感器的数量,节约了系统成本。     

基于神经网络的LCL并网逆变器控制研究

为克服光伏逆变器受系统外界干扰和自身参数影响大,以及传统控制器设计需要大量传感器测量系统参数的问题,结合反步控制的设计简单和神经网络对任意非线性函数的万能逼近特点,提出了一种基于神经网络的LCL并网逆变器控制策略。通过李雅普诺夫函数推导了在部分系统参数和扰动未知下的自适应律,控制器设计只需少量系统参数并具有较强的鲁棒性。实验表明所提控制方法响应速度快,输出谐波低,抗干扰能力强。     

基于LCL滤波器的光伏并网复合控制策略

针对滞环控制精度低的问题,提出一种将滞环控制与重复控制有机结合的复合控制方法。复合控制保留了滞环控制良好的动态性能和重复控制较高的稳态精度性能。在此基础上,一方面提出了基于LCL滤波器的自适应变环宽滞环控制策略,另一方面,提出应用于LCL型逆变器的重复控制器,采用一阶超前环节进行相位与幅值补偿;利用陷波器消除LCL谐振尖峰,采用二阶滤波器进行高频衰减。最后在MATLAB/Simulink平台上仿真验证了复合控制方法的有效性。     

LCL型并网逆变器电流控制器设计

在LCL型并网逆变器的应用中,电流控制器的结构和参数对系统稳定性和输出电流质量非常重要。采用电容电流内环,进网电流外环的双闭环控制策略,提出了一种基于准比例谐振调节器和比例调节器的新型电流控制器设计方法。与传统单位电容电流反馈不同,将比例调节器用于反馈通道,实现两个调节器间的解耦控制,简化调节过程。根据逆变系统实际特性,在正向通道中引入惯性环节。控制器参数由系统闭环传递函数根轨迹方法进行设计,以凸显单个参数对系统的影响,使设计过程在无任何假设和简化的情况下直观明了。额定功率为50kW并网逆变器的仿真结果验证了所提控制策略和电流控制器设计方法的合理性和可行性。     

基于LCL型三相并网逆变器的改进PR控制策略研究

虽然以d-q坐标系下矢量控制为代表的线性控制可以消除系统稳态误差问题,但是系统存在功率耦合问题,使系统难以在功率单位因数下稳定运行。文章在传统电流PI控制的基础上,提出一种基于静止α-β坐标系下的PR控制,并对该控制策略进行改进,减少了一些复杂的坐标变换。在动态对比仿真中表明,采用改进PR控制的并网逆变器具有较好的动态响应性能,能实现电流无稳态误差跟踪电流参考值,在入网电流发生突变后能快速跟踪电网电压,并实现了有功无功的解耦控制。经过谐波含量分析,改进的PR控制策略也具有一定谐波抑制能力。     

基于五电平的LCL型并网逆变器控制策略研究

引入一种新型五电平逆变电路,与具有复杂电路拓扑结构的传统多电平逆变器相比,其所用的开关器件最少,电路拓扑结构简单,适用于中低功率场合的要求。将其用于单相并网系统,对其电路拓扑结构和工作原理进行分析,同时在并网逆变器接口采用LCL滤波器结构来抑制并网电流的高次谐波。采用并网电流和电容电流双闭环控制策略来抑制系统振荡,提高系统稳定性。对传统基于比例积分(PI)控制的电流双闭环控制策略进行改进,外环采用多重比例谐振(PR)控制器,针对特定次谐波补偿,无需电网电压前馈,可有效抑制电网电压背景谐波的干扰,并通过实验验证了该方法的有效性。     

基于前馈补偿的LCL型并网逆变器解耦控制策略研究

在同步旋转坐标系下,LCL型并网逆变器dq两轴之间存在复杂的耦合项,传统直接忽略耦合项的建模方案导致建模失真。为此提出了一种基于前馈补偿的新型解耦控制方案,该方案通过相关耦合量的前馈补偿,逐步消除各个耦合项,最终实现逆变器的精确建模。根据解耦结果,设计了电流双闭环控制策略,对提出的解耦控制策略进行了验证。仿真和实验结果表明,所提出方案能有效提高入网电流电能质量。     

基于比例谐振的LCL型并网逆变器控制系统设计

相比L型滤波器,LCL型滤波器具有更好的高频滤波特性,因此广泛应用于大功率、开关频率较低的并网设备。建立了LCL型逆变器的数学模型,在分析了同步坐标系下控制系统设计复杂的情况下提出αβ静止坐标系下基于比例谐振(PR)控制器的逆变器双环控制策略,并结合高阶极点配置、系统根轨迹以及开环伯德图给出了详细的控制器参数设计方案,最后仿真验证了该方案的正确性和可行性。     

基于虚拟电阻的LCL型并网逆变器前馈控制策略

为改善无源阻尼产生的损耗及低输出阻抗导致的电流畸变,设计了基于虚拟电阻的LCL型并网逆变器前馈控制策略。通过虚拟电阻增大等效阻尼,实现了尖峰削减;通过设计电网电压全前馈函数构成全前馈控制,提高了整体输出阻抗,实现了谐波电流抑制。仿真实验结果表明,该控制策略具有良好的稳态、动态和抗干扰能力。     

单相并网LCL型逆变器的改进设计方案

随着越来越多的分布式能源接入电网,并网逆变器获得了更多的应用。并网逆变器能够成功实现并网运行的前提是其直流母线电压高于最小要求限值,这限制了并网逆变器的应用。为降低并网逆变器的应用门槛,提出一种单相并网LCL型逆变器的改进设计方案。该设计方案通过将LCL型滤波器设计成一个有一定升压增益的模块,降低了前端逆变桥的输出电压要求,进而能够降低并网逆变器的直流母线电压限制,扩大了单相并网逆变器在低功率场合下的应用。首先分析传统LCL型单相并网逆变器直流母线电压受限制的原因,然后基于一种改进LCL型滤波器设计思路,利用其电压增益功能,给出一种详细的单相并网LCL型逆变器的改进设计方案,最后通过仿真和实验验证了提出的设计方案的有效性。     

LCL型多逆变器并网系统谐振研究综述

多逆变器并网系统谐振将威胁电网的稳定运行。由于具备较好滤波效果,LCL型滤波器常被作为并网逆变器的输出滤波器。鉴于近年来又有很多LCL型多逆变器并网系统谐振机理分析和抑制方法被提出,有必要进一步梳理和总结。首先,介绍了多逆变器并网发电系统电路拓扑及等效电路。然后,梳理了频域分析法、模态分析法和多输入多输出模型分析法的基本概念及其在系统谐振机理分析中取得的新成果。接着,重点介绍了有源阻尼法、阻抗重塑法和采用有源阻尼器在系统谐振抑制方面的优点和局限性,揭示了虚拟电阻和陷波器的应用是上述方法的关键技术。同时,还分析了分层控制、控制器参数优化以及系统配置优化在系统谐振抑制方面的应用。最后,从新型电力系统建设趋势的角度,认为多逆变器并网系统正朝着大规模、多参数和不同控制方法并用的复杂系统方向发展,需要多种分析方法相结合才能准确分析其谐振机理。对于多逆变器并网谐振的抑制方法而言,传统有源阻尼法、阻抗重塑法和有源阻尼器将得到进一步深入研究,谐振在线监测技术或将成为该研究新的突破口。