基于虚拟阻抗的三相逆变器并联系统研究

在三相逆变器并联系统中,一般采用PQ下垂控制。传统的PQ下垂控制是基于理想模型,每个逆变模块的参数完全一致。然而在实际的逆变器并联系统中,各个逆变模块的电路参数往往无法完全一致,致使模块之间出现环流。为解决该问题,将虚拟阻抗的概念应用于三相逆变器并联系统控制。研究表明,采用虚拟阻抗可以有效解决逆变器并联系统中各个模块之间因为组件和电路参数差异而产生的影响,减小系统环流和改善系统均流。通过仿真和实验对所提方法进行了验证。     

基于环流阻抗的逆变器并联控制策略

目前,多逆变器并联系统大多采用均值均流控制策略。均值均流控制一般采用环流有功及环流无功进行调相、调幅控制。对于无并机电感的逆变器并联系统,通过环流功率对输出参考电压调相、调幅的调节控制关系与逆变器波形控制参数有关。文中提出了环流阻抗概念,并把它应用到并联系统的均流控制中。根据环流阻抗利用环流直接控制输出参考电压的幅值与相位,实现了无并机电感的并联系统的均流控制。文中对并联系统进行分析获取了模块环流阻抗的数学模型。文中研究基于环流阻抗的均流控制调节器设计。实验结果验证了此均流控制策略是可行的且均流效果良好。     

一种并联逆变器瞬时电流控制策略

高效的负载电流分配和环流抑制策略是逆变器并联运行的关键,提出了一种基于环流前馈的瞬时电流控制策略。通过建立PID闭环控制逆变器数学模型,对输出等效阻抗进行分析,引入瞬时环流前馈控制策略,利用配置虚拟环流阻抗以达到负载均分和抑制环流的目的。Matlab/Simulink仿真证明了该策略的正确性,该方案易于实现,便于进行数字化控制。     

逆变器无线并联虚拟阻抗分析

逆变器无线并联提高了分布式供电系统的可靠性和灵活性,其控制原理为PQ下垂法。传统PQ下垂法基于逆变器并联理想等效模型,各逆变模块参数完全一致,而实际系统中由于器件参数与输出线路阻抗不一致,导致各模块等效输出阻抗不同,造成模块间环流。在系统中加入自校正虚拟阻抗,校正输出阻抗特性,进一步满足等效内阻抗与下垂控制策略间耦合控制关系,进而减小模块间环流。仿真结果证实加入虚拟阻抗后,系统具有良好的均流性能。     

基于“虚拟负阻抗”的微网逆变器并联运行研究

在低压微网孤岛运行模式下,传统下垂控制受线路阻抗特性的影响难以实现良好的均流效果。在控制环路增加虚拟阻抗可以抑制系统环流,但传统虚拟阻抗会增大逆变器的输出阻抗,导致输出产生电压降落,且由于系统阻抗阻性部分的影响难以将系统矫正为纯感性。为解决上述问题,提出"虚拟负阻抗"的控制策略,采用虚拟负电阻来抵消系统阻抗中的阻性部分,使逆变器保持较低的输出阻抗,减小系统输出电压的降落,再结合虚拟电感使其更趋近纯感性,改善环流抑制效果。在Matlab/Simulink中搭建了双逆变器并联运行模型,仿真结果验证了所提控制策略的可行性和优越性。     

基于虚拟阻抗的逆变器并联控制策略研究

在低压微网孤岛运行中,基于下垂控制策略的逆变器并联控制会因控制器参数和线路阻抗的差异等因素出现功率耦合,难以精确分配输出功率,出现系统环流等问题.文中提出了一种引入虚拟阻抗的改进下垂控制策略.引入虚拟阻抗的负阻性部分减小线路的阻性分量,虚拟阻抗的感性部分增大系统的感性成分,减弱功率的耦合程度,提高功率分配精度和环流抑制效果.并在无功下垂控制中引入电压反馈和电压补偿环节,抬高逆变器的输出电压,减小电压降落,使逆变器并联运行拥有良好的供电质量.由Matlab/Simulink仿真验证了文中改进控制方法的有效性.     

基于阻抗重塑的多并网逆变器并联系统谐振抑制方法研究

多并网逆变器并联系统存在并联谐振问题,且会受到电网阻抗和并联逆变器台数影响导致并联谐振频率点偏移,给该并联系统的控制及稳定运行带来一定的难度。建立了多并网逆变器并联系统的阻抗模型,并根据阻抗重塑原理,采用基于虚拟阻抗的全局谐振抑制方法,通过在公共连接点并联额外的电力电子装置,实时检测公共连接点处谐波电压,采用基于变换器侧电流反馈控制策略,产生一定大小且和谐振频率相关的虚拟阻抗,实现对电网阻抗的重塑以抑制并联系统的谐振。该方法在不改变各个逆变器原有控制策略的情况下,既可以抑制并联谐振,又可以提高整个系统的稳定性。最后,通过仿真验证所研究全局谐振抑制方法的正确性与可行性。     

基于等效阻抗的逆变器并联与环流抑制研究

低压孤岛微电网系统中,由于线路呈阻性,应用传统下垂控制往往存在功率耦合,当含有本地负荷时传统控制策略更加难以实现功率均分以及环流抑制.对此,此处提出了一种等效虚拟阻抗的逆变器并联控制策略以降低线路阻抗和本地负载不相等时引起的无功功率均分误差.首先分析环流和功率特性,得出端电压和线路阻抗与无功功率和环流之间的关系,基于等...     

基于动态虚拟阻抗的多并联逆变器间环流抑制控制策略

孤岛微电网中基于下垂控制的各分布式电源逆变器并联运行,其参数差异会引发系统环流.为此提出一种基于动态虚拟阻抗的环流抑制策略.首先分析了采用下垂控制的逆变器并联时所产生环流的组成成分,得出无功环流占主导以及线路阻抗不匹配造成无功环流的结论.其次在虚拟阻抗中引入无功反馈项,实现无功精确分配,从而抑制无功环流.通过在电压控制...     

基于虚拟阻抗逆变器无互连线并联均流控制

在逆变器并联系统中,由于传统下垂控制对逆变器输出阻抗性质极为敏感,难以实现真正的均流。本文在分析下垂控制原理基础之上,利用系统等效传递函数bode图,研究了逆变器参数及线路连接阻抗对输出阻抗影响;通过在控制环节加入虚拟阻抗以改善输出阻抗性质,实现了功率均分,减小了模块间环流;构建了两台逆变器仿真模型,验证了该方案的有效性。     

容性等效输出阻抗的逆变器并联控制研究

并联逆变器的等效输出阻抗一般设计呈感性、阻性及阻感性。通过合理的控制方法和合适的参数设计,在以上三种等效输出阻抗形式下,均可实现微网中的多逆变器并联控制。为进一步寻求更优的并联控制策略,建立了两台逆变器并联运行系统模型,通过引入虚拟阻抗,将逆变器输出阻抗设计呈电容性,推导出了容性等效输出阻抗条件下的下垂控制算法,提出了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略。通过仿真分别对比了容性和感性、阻性等效输出阻抗条件下的功率均分特性,结果表明,容性等效输出阻抗条件下的多逆变器并联运行系统具有更好的性能。通过两台额定功率均为2k VA的光伏逆变器并联系统平台验证了基于容性等效输出阻抗的鲁棒下垂控制策略的正确性。     

基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联特性研究

针对低压微网中采用传统下垂控制的并联逆变器功率均分效果差以及母线电压和频率偏移问题,分析了并联逆变器的环流和功率输出特性,提出一种基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联控制策略。该策略实现了逆变器等效输出阻抗的精确可控,且具有虚拟同步发电机的基本特性,逆变器等效电压源的频率和相位能够实现自同步功能,在不需要功率环的情况下间接实现了并联逆变器功率均分且具有环流抑制能力。通过设计电压二次调节控制,消除了微网母线电压和频率的偏移问题。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于输出阻抗调节的三相逆变器重复控制

变流设备级联运行时,模块彼此之间的阻抗一定要匹配,阻抗不匹配往往是造成级联系统性能下降的主要原因.通过调节控制对象输出阻抗特性,可以降低对调节器的设计要求,改善逆变器的波形控制特性.以三相逆变器级联三相二极管不控整流器系统为例,从前级系统输出阻抗特性的角度分析了重复控制器改善级联性能的原理,并通过阻抗的调节降低对重复控制滤波器的截止频率要求,提高其跟踪性能.仿真和实验结果表明,这种基于输出阻抗调节的三相重复控制逆变器在级联不控整流器时输出电压波形畸变小,对整流性负载扰动有很强的抑制作用.同时还减轻了重复控制器的调节负担和设计难度.此方案在一台采用TMS320LF2407A控制的三相逆变器上得到了验证.     

基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法

针对逆变器并联系统的动态均流问题,提出了阻抗匹配模式的逆变器并联控制方案.依据电路等效理论,将开环控制的逆变器等效为给定电压源与虚拟阻抗串联的电路形式,并给出了阻抗参数的辨识方法.以逆变器的等效电路作为被控对象模型,推导出可改变逆变器输出虚拟阻抗的控制方法.给出了并联逆变器间的虚拟阻抗匹配关系.所设计的逆变器除需共享电压给定基准正弦信号外,完全自主均流,控制方法简单.采用两台容量为1 kVA、空载输出电压为220V的逆变器并联进行了仿真和实验研究.仿真与实验结果显示:两台逆变器输出电流之差峰值小于0.1A;在负载阶跃变化中,无过渡过程.     

Control of parallel inverters in distributed AC power systems withconsideration of line impedance effect

The authors have developed a new control technique which allows paralleled inverters to share linear or nonlinear load in a distributed AC power supply system. This technique does not require control interconnections and automatically compensates for inverter parameter variations and line impedance imbalances. Experimental results are provided in the paper to prove the concept     

关于变频器的输出切换问题探讨一兼论水泵群软起停控制方案

针对目前在变频器输出切换问题上存在认识误区的情况，试图从技术和经济实用的角度出发，对变频器的输出切换问题进行分析探讨，以澄清某些错误的看法，确立一个客观的认识。同时提出了一种多泵恒压供水及水泵群软起停控制方案。     

Review of control techniques for inverters parallel operation

This paper presents state-of-the-art review of control methods applied currently to parallel power electronic inverters. Different system architectures, their modes of operation, management and control strategies will be analyzed; advantages and disadvantages will be discussed. Though, it is not easy to give a general view at the state of the art for the research area since it is rapid and going in different directions, this paper will focus on the main streams.     

多逆变器并联下的输出阻抗分析和改进下垂控制策略研究

在分析低压微电网多逆变器并联基本原理的基础上,引入虚拟复阻抗,并给出一种改进的下垂控制策略。通过设计虚拟复阻抗参数值,使逆变器等效输出阻抗在工频处呈阻性,提高逆变器并联的均流效果。采用电容电压和电容电流双环控制,首先通过研究虚拟复阻抗中参数选择对于抑制环流的影响,进而确定基本的参数大小。其次,通过对比输出阻抗幅频特性,具体分析在不同参数情况下对逆变器输出阻抗特性的影响。再通过理论详细分析和计算,给出一种改进的下垂控制方法,并与虚拟复阻抗结合。最后,搭建仿真模型,选取上述经过理论研究的参数值,仿真验证分析虚拟复阻抗中参数对输出电压的影响以及改进下垂控制的可行性,证实所提方法的有效性和正确性。