风电并网逆变器用有无功功率解耦控制的矢量控制策略

三相PWM逆变器是风力发电并网系统的主要部分,开发一种高性能的逆变器控制策略已经成为研究的重点。本文在对风力发电并网逆变器系统数学模型分析的基础上,提出了一种改进的矢量控制策略。它主要由两个双环控制模型构成,分别都是电流外环电压内环的结构。通过实时检测并网电流和电网电压的波动,有效的补偿并网电感的电压信号,就能够很好的补偿逆变器PWM调制波信号。本文提出的这种矢量控制结构不仅可以改善并网电流的波形质量,而且在系统给定参数发生变化的情况下,仍然可使系统具有很强的鲁棒性,此外,该结构还能有效补偿直流侧母线电压的脉动对并网电流质量的影响。     

基于TMS320F28335的三相并网逆变器设计

文章从并网逆变器的控制策略和基本原理出发,介绍了逆变器恒功率并网控制策略,设计了基于TMS320F28335的三相并网逆变器并且搭建了并网实验平台。通过逆变器的离网和并网实验,结果表明恒功率并网控制策略简单可行,可很好地实现并网控制。     

基于DSP控制的可再生能源并网逆变器的设计

随着环境污染、能源短缺问题的日益突出,发展可再生能源发电已成为一种必然趋势,而并网变流器是光伏发电、风力发电等可再生能源发电并网的关键设备。文中主要对新能源并网变流器的网侧逆变器进行了研究,获得了三相PWM网侧逆变器的拓扑结构,确定了网侧逆变器的控制策略,并设计了电压、电流PI控制器。为了验证文中提出的控制策略的正确性,采用TMS320F2812 DSP作为控制芯片,研制了一台20kW并网变流器的样机,并进行了相关实验研究,试验结果表明并网电流可以正弦化,系统可以实现单位功率因数运行,具有优良的并网性能。     

微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略

光伏微网逆变器分为并网运行和离网运行双模式。本文详细分析和研究微网逆变器的控制策略,确定了在离网工作模式下的电压闭环控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模仿真和相关参数的设计,并利用Matlab/Simulink软件对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真,仿真结果证明了本文所采用的控制方法的正确性和有效性。     

电流型Z源逆变器在风电并网中的应用

逆变器是风力发电并网系统的主要部分,而Z源变换器因其具有的诸多优点已成为当今研究的热点。其中逆变器的控制策略是决定系统性能优劣和能否可靠运行的关键。文章在对风力发电并网逆变器系统数学模型分析的基础上,采用三值逻辑SPWM控制方法进行调制,从而设计出合适的逻辑开关方程来控制电流型Z源逆变器。仿真实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能实现单位功率因数校正。     

单相光伏逆变器的改进型并网控制方法

单相光伏并网逆变器通常采用双闭环控制和电网电压前馈控制的策略,其中双闭环的外电压环为采用PI恒压控制逆变前直流侧电压,分析比较了准比例谐振调节和PI调节两种电流内环的输出外特性,通过对电流内环采用准比例谐振控制的控制系统进行分析建模,建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真结果显示电流内环采用准比例谐振控制能实现并网电流的无静态误差控制,并减小电网频率偏移对并网电流的影响。仿真及实验得到的输出正弦电流波形良好,基于该并网控制策略的光伏逆变器能以高功率因数向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高、并网电流的THD明显优于传统方法,从而验证了改进后模型的可行性和实用性。     

新型单相双Buck光伏逆变器

为了提高光伏并网逆变器的效率,本文以无变压器式的光伏并网逆变器为研究对象,研究其产生漏电流的原因,改进逆变器原有的拓扑结构,提出了新型的单相双Buck逆变器,该逆变器是一种改进型的三电平逆变器,适合中高压大功率场合,具有减少了输出电压的谐波等特点。本文对于逆变器控制策略,提出了电压电流的双闭环控制策略,最后设置具体参数,进行波形仿真,验证控制策略的正确性。     

一种光伏并网逆变系统低电压穿越控制策略研究

电网三相跌落故障下,两级式光伏逆变器的直流母线电压及并网电流会不稳定,从而导致光伏逆变器由于过压或者过流而脱网,而光伏逆变器的脱网又会恶化电网系统的安全运行,从而造成更为严重的事故。针对这一问题,文中首先在分析三相光伏并网逆变系统结构及控制的基础上,提出电网故障下保持系统直流母线电压及并网电流稳定的控制策略,且采用所提控制策略下的光伏并网逆变器能够在电网故障期间对其提供一定的无功支持。最后,搭建了三相光伏并网逆变系统的数字仿真平台,结果验证了所提控制策略在三相跌落故障下的有效性与优越性。     

储能逆变器并网/孤网双模式控制策略研究

研究了一种可并网/孤网双模式环境下发电的储能逆变器系统,建立了其系统仿真模型,在并网时采用电流源运行模型,孤网时采用电压源运行模型,在两种模式下基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)方式分别设计了相应的控制策略,且为了能在并网/孤网两种模式切换过程中实现平滑过渡,提出了相应的切换算法。并利用Matlab/Simulink对两种控制策略及切换算法进行仿真试验,仿真结果证明了该控制策略的有效性,并且易于实现。     

新型太阳能并网逆变器分析研究

传统的太阳能并网逆变器通常采用PI控制策略,但传统PI控制策略具有控制精度不高,鲁棒性较差的缺点。针对传统PI控制的缺点,对太阳能并网逆变器的控制策略进行了改进,提出一种新型的基于直接电流跟踪控制的太阳能并网逆变器控制策略。该控制策略将传统PI控制和现代重复控制理论相结合,能够有效抑制电网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的THD。实验结果表明,新的控制策略可以有效改善并网电流波形,同时可以保证逆变器输出电流与电网电压的同频同相,满足太阳能并网发电的要求。     

变频技术在风电设备中的应用

主要围绕变频技术在风电设备中的应用展开研究,以变速恒频双馈风力发电机为研究对象。对发电系统中交流励磁控制方式常见的变频装置进行了比较分析,对选择的双PWM变换器交流励磁变速恒频风力发电系统的两个控制单元——网侧PWM变换器和转子侧PWM变换器进行了控制策略分析及仿真。     

风力发电系统变流器的直接功率控制策略

以永磁直驱型风力发电系统为研究对象,针对其变流器结构和控制策略进行了研究。通过选择最优双PWM“背靠背”变流拓扑结构,并采用直接功率控制策略进一步提高了风力发电系统的并网性能。建立了输出功率为10 kW的并网系统仿真模型,验证控制策略的正确性。结果表明,基于直接功率控制策略的“背靠背”变流拓扑具有结构合理、控制策略新颖的优点,在保证直流侧电压稳定的同时,电网电流谐波畸变率低、波形良好,能够实现单位功率因数并网,满足并网要求。     

Improved control strategy on single-phase current-fed interactive inverter

The single-phase PWM current-fed inverter has some feasible advantages for utility-interactive systems. In particular, it is more suitable for the non-isolated type of utility-interactive system topology that is widely used for residential photovoltaic power generation systems in Japan. But, this sort of inverter has a significant disadvantage. The output current of the inverter includes large harmonic components when its smoothing reactor is not large enough to eliminate its current ripple component. This paper presents a new control strategy to reduce sufficiently the harmonic component of the single-phase current-fed PWM inverter, even when the ripple current in the smoothing reactor is large. The principle of the proposed control strategy for this inverter system is described and its simulation results are evaluated.     

Advanced Control and Analysis of Cascaded Multilevel Converters Based on P-Q Compensation

This paper introduces new controls for the cascaded multilevel power converter. This converter is also sometimes referred to as a ldquohybrid converterrdquo since it splits high-voltage/low-frequency and low-voltage/pulsewidth-modulation (PWM)-frequency power production between ldquobulkrdquo and ldquoconditioningrdquo converters respectively. Cascaded multilevel converters achieve higher power quality with a given switch count when compared to traditional multilevel converters. This is a particularly favorable option for high power and high performance applications such as naval ship propulsion. This paper first presents a new control method for the topology using three-level bulk and conditioning inverters connected in series through a three-phase load. This control avoids PWM frequency switching in the bulk inverter. The conditioning inverter uses a capacitor source and its control is based on compensating the real and reactive (P-Q) power difference between the bulk inverter and the load. The new control explicitly commands power into the conditioning inverter so that its capacitor voltage remains constant. A unique space vector analysis of hybrid converter modulation is introduced to quantitatively determine operating limitations. The conclusion is then generalized for all types of controls of the hybrid multilevel converters (involving three-level converter cells). The proposed control methods and analytical conclusions are verified by simulation and laboratory measurements.     

一种全功率风力发电变流器关键技术研究

风力发电机类型很多,本文选择了几种风力发电系统的结构进行了对比,给出了一种不控整流器加BOOST升压加PWM逆变的全功率风力发电变流器的原理、设计中采用的关键技术及试验结果。     

Power factor enhancement of induction machines by means ofsolid-state excitation

A novel concept for power factor correction of induction machines is introduced that employs an auxiliary three-phase stator winding together with a pulse-width-modulated (PWM) inverter to supply excitation power to the machine. When the PWM inverter is modeled as an equivalent capacitor, it is shown that two values of capacitance will yield unity power factor at a given operating condition. The effect of machine parameters on the critical value of capacitance is examined. A control algorithm to ensure unity power factor at the terminals of the main stator windings is presented, and its satisfactory operation is verified by means of a detailed analog computer simulation     

Multilevel Inverter For Grid-Connected PV System Employing Digital PI Controller

This paper presents a single-phase five-level photovoltaic (PV) inverter topology for grid-connected PV systems with a novel pulsewidth-modulated (PWM) control scheme. Two reference signals identical to each other with an offset equivalent to the amplitude of the triangular carrier signal were used to generate PWM signals for the switches. A digital proportional-integral current control algorithm is implemented in DSP TMS320F2812 to keep the current injected into the grid sinusoidal and to have high dynamic performance with rapidly changing atmospheric conditions. The inverter offers much less total harmonic distortion and can operate at near-unity power factor. The proposed system is verified through simulation and is implemented in a prototype, and the experimental results are compared with that with the conventional single-phase three-level grid-connected PWM inverter.     

变速恒频双馈风力发电转子侧控制技术的研究

针对转子侧功率变化频繁和直流母线电压波动剧烈的问题,首先设计了交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的框架结构,进而对背靠背PWM变流器的控制策略进行了研究。建立了转子侧变流器控制模型,设计了基于定子电压定向（SVO）矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统方案,利用Matlab/Simulink构建系统模型并进行了仿真,仿真结果表明控制策略和技术的可行性,系统实现了有功功率、无功功率的解耦控制和最大风能跟踪控制。最后,构建了一台11 kW实验机组,并进行了系统稳态实验研究,验证了方案的可行性。     

风电系统中发电机励磁控制系统的研究

论文介绍了风电系统中双馈风力发电机（DFIG）的工作原理,论文中所提出的双馈风力发电系统主要采用了双PWM换流器结构的交流励磁系统。并运用矢量控制的控制策略对网侧变换器和励磁侧变换器进行控制。并通过Matlab软件构建了最大风能追踪的仿真模型对其进行仿真,仿真表明论文中所提出的控制策略能够实现现风力发电系统的最大风能追...     

有源逆变器的电流移相多重叠加并联运行分析

有源逆变器是近年来电力电子领域的一个热点,它可实现电能的再生利用。本文首先对三种有源逆变模式相位控制,相移控制,PWM控制模式的单元电路进行研究,分析其网侧功率因数、电流谐波等各方面的特性。然后提出两种可行的有源逆变器并联运行方案,通过在Marlab中的汾真研究,比较它们在网侧功率因数,电流谐波,器件开关频率,系统实现难易程度等方面的特性。