单相光伏并网逆变器控制策略的比较研究

采用单相两级式光伏并网拓扑结构,针对传统双闭环控制策略,在光伏电池输入功率发生骤变时,响应滞后,系统稳定性较差的缺点,采用带有输入功率前馈的双闭环控制策略,并对其进行详细地分析。通过上述的分析,基于MATLAB平台,分别就两种策略搭建了光伏并网系统的仿真模型。仿真结果表明,当输入功率发生突变时,相对于传统双闭环控制策略,带有功率前馈的双闭环控制策略,其并网电流能够更快地达到新的稳定,同时降低了直流母线电压在该过程中的波动,具有更优越的动态性能。     

逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略

逆变器侧电流反馈的具有稳定性强、单闭环控制、参数设计简单和系统成本较低的优点,但是其属于电网电流间接控制,造成并网功率因数较低,此外,电网电流中还包含由电网电压引起的低次谐波电流。为保留其优点并克服其缺点,提出一种适用于逆变器侧电流反馈LCL并网逆变器的完全电网电压前馈控制策略,该策略能完全消除电网电压对电网电流的影响,并且并网功率因数得到了大大的提升。仿真与实验结果表明,所提控制策略正确、有效。     

一种单相非隔离光伏并网逆变器的控制设计

提出了对高频非隔离型光伏并网逆变器采用电流跟踪控制和电网电压前馈控制的策略,并对控制系统建模。建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真得到的输出正弦电流波形良好。针对实际电网电压可能出现的畸变、电压突变和光伏电池功率变化等情况进行了抗干扰测试。经试验样机上用DSP来实现数字化控制,验证了基于并网控制策略的光伏逆变器方案能高功率因数0．996向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高,并网电流的总谐波畸变小于3．5％。     

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...     

单相光伏并网逆变器控制技术

把光伏电池的特性与光伏并网逆变器结合起来控制光伏电池最大功率传输,提出了用光伏电池最大功率跟踪控制的最大输出电流作为逆变器控制的瞬时参考电流的方法,该瞬时交流参考电流是以光伏电池输出的直流电流作为其峰值,以电网电压的相位和频率作为瞬时交流参考电流的相位和频率,同时为了确保逆变器的稳定性和可靠性,引入了电网电压前馈和滤波器电容电流反馈控制的方法。分析了光伏系统中DC/DC、DC/AC的拓扑电路结构及其实现最大功率并网的控制策略,并利用MATLAB/Simulink对系统进行仿真,仿真结果表明所提控制策略能实时跟踪光伏系统的最大功率点,系统能稳定可靠地向电网传输电能。     

单相并网逆变器的定频滞环电流控制新方法

传统的滞环电流控制算法具有实现简单、动态响应快、对负载参数变化不敏感、电流跟踪误差小等优点,但也存在开关频率随电流变化率变化而波动,造成网侧滤波电感设计困难,功率模块应力及开关损耗增大的不足。通过对滞环电流控制算法的原理和开关频率波动的原因进行分析,提出了基于积分法的定频算法。利用MATLAB中的Simulink工具箱,搭建了单相光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明,这种算法在保持滞环电流控制算法优点的同时,较好实现了滞环开关频率的稳定。     

低压微电网中并网逆变器的工程实现

逆变器侧电流反馈具有稳定性强、单闭环控制、参数设计简单和系统成本较低的优点,但是它属于电网电流间接控制,导致并网功率因数较低,并且电网电流中还包含由电网电压引起的低次谐波电流。为保留其优点并克服其缺点,提出了一种适用于逆变器侧电流反馈LCL并网逆变器的完全电网电压前馈控制策略,该策略能完全消除电网电压对电网电流的影响,并且并网功率因数得到了很大的提升。该控制策略在工程实现的过程中,任何一个环节上出现的误差都会导致并网电流波形质量的下降。结合在工程实践中遇到的问题,主要从锁相环、工频周期的检测和逆变器输出电压频率的调节方面提出了改进措施。实验结果表明,所提控制策略正确,工程实现改进措施有效。     

谐波电压下的并网逆变器电流与功率协调控制

通过对电网电压中的高次谐波进行分析,其对并网逆变器功率波动与电流谐波影响较大.首先分析高次谐波电压对电流和功率产生的影响,进而提出一种电流与功率协同控制策略,设计级联低通滤波器滤除指令电流中的高次谐波分量,采用加权思想实现电流/功率协同控制,根据系统控制频率设计准比例谐振(QPR)控制器实现并网电流无谐波.避免了锁相环...     

极点配置双闭环控制单相并网逆变器研究

并网逆变器正广泛应用于太阳能和风能等新能源发电领域。在建立单相隔离并网逆变器数学模型的基础上,使用无源阻尼抑制谐振,并采用带电网电压前馈的电流双闭环控制策略。分析了无源阻尼的选取对谐振抑制的影响,用极点配置方法设计了调节器参数,并对用电网电压前馈消除电网电压扰动的原理进行分析,最后给出在阻性负载突变下的仿真和实验波形。仿真和实验结果表明,并网电流和电网电压基本同频同相。     

基于电网电压前馈补偿的光伏并网逆变器零电压穿越控制

根据相关国家标准要求,大型光伏并网逆变器需具备零电压穿越(ZVRT)能力以防止其发生低压自动脱网,从而影响电力系统正常稳定运行。在分析光伏并网逆变器ZVRT标准的基础上,详细讨论了逆变器实现ZVRT的各项关键技术,包括电网电压正负序分离及锁相、逆变器有功和无功电流控制、电网电压不平衡时系统控制等。在此基础上,进一步提出向系统电流环引入电网电压前馈分量相位超前补偿环节,以改善逆变器故障穿越瞬间并网电流过冲现象。最后,利用RTDS和一台500 k W样机的实验结果验证了所述光伏并网逆变器ZVRT控制策略的正确性和有效性。     

基于电压电流双环解耦电压型逆变器控制的研究

分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型.采用了基于电压和电流的双环控制策略,针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulink对理论分析结论进行验证.在容性和感性负载下的验证结果表明,适当选择控制环节...     

LCL滤波电压源并网逆变器多环控制策略设计

电压源并网逆变器交流侧采用LCL滤波器进行滤波,在获得较好滤波效果的同时,也增加了系统复杂性,降低了系统稳定性.逆变器并网电能质量及其功率因数,尤其在非理想电网条件下,通常需要直接并网电流控制加以确保.而桥臂侧电流的控制能较好地将桥臂电流限制在电力电子功率模块的允许范围内,并且较好的桥臂电流有利于电力电子功率模块的有效...     

Active damping LCL滤波器在三相并网型逆变器中的设计与实现

探讨了基于虚拟电阻概念的active damping LCL滤波器的实现.参照passive damping LCL滤波器稳定性分析结果,用待定系数法求出虚拟电阻的计算公式.在系统框图中通过引入虚拟电阻改变控制算法,抑制了LCL电路中谐振现象的产生,克服了passive damping LCL滤波器的缺点,实验结果验证...     

电网谐波背景下单相并网逆变器的锁相方法

针对分布式电源接入的配电网因临近非线性负载而含有大量低次谐波的问题,提出了一种适用于单相并网逆变器的锁相方法。该方法的核心是一个由主模块和多个谐波模块组成的交错耦合反馈结构,其中主模块是依据梯度下降法来估测基波幅值频率的锁相环(AFPLL),谐波模块是简单的二阶陷波滤波器(NF)。该复合结构可有效消除传统锁相方法在处理畸变电压信号时存在的稳态误差。分别通过畸变电压锁相实验、相位突变实验、幅值突变实验和频率突变实验,评估了该锁相方法的稳态和动态性能。实验结果表明,所提出的锁相方法不但在电压信号严重畸变时具有较高的锁相精度,而且在电压信号发生突变时也具有较快的响应速度。     

低输入直流电压的单级双向并网变换器设计

为了实现储能系统接入电网,设计了一种可接入低直流电压的双向单级并网变换器.所提出的双向并网变换器包含了1个双向直流变换电路和1个全桥电路.双向直流变换电路具有升压和降压调节能力,可在低输入直流电压和整流后的正弦电压之间执行双向功率转换.全桥电路基于前馈标称电压补偿器和重复控制算法将整流后的正弦电能并入电网,前馈标称电压...     

单相并网逆变器功率控制的实现

针对利用LCL滤波器的并网逆变器,当其采用加权电流控制时,在小电流情况下存在幅值误差和相位误差,并且由于引进了电网电压前馈,其电流控制易受电网电压影响.为此,提出了一种采用有功/无功电流控制的策略,以提高逆变器注入电网的电流幅值精度和功率因数,并免受电网电压等因素的影响.给出了该控制策略的理论依据和实现方法,并通过对5 kVA燃料电池逆变并网发电电源的试验,验证了该控制策略的正确性和可行性.     

分布式电源并网逆变器双环控制研究

研究了一种基于电压空间矢量调制的分布式电源并网逆变器的双环控制策略,该系统能以恒功率、单位功率因数向电网回馈电能,且具有较好的静、动态性能。首先,建立了两相同步旋转坐标系下逆变器的数学模型,在此基础上提出了以功率外环、电流内环的双环控制策略,实现对并网有功功率和无功功率的独立控制。仿真和实验结果均表明该控制策略的正确性及有效性。     

数字双闭环控制单相逆变器试验研究

根据电容电流反馈的数字双闭环瞬时值控制理论,设计出5 kVA单相逆变器。     

单相H桥逆变器中的抗共模电压测量系统

采用脉宽调制和矢量控制的单相H桥逆变器会产生共模电压,后者会对逆变器、电机及其相关设备产生危害。为有效抑制共模电压对电机参数测量系统的不良影响,提出了一种抗共模能力较强的测试系统,其关键组件包括新型分压器、霍耳电流传感器和Nicolet数据采集系统。它能够快速、实时获得单相H桥逆变器输出的电压和电流,借助于傅立叶变换,提取基波电压和基波电流及其相位,迅速得到电机参数。新型分压器采用了两端用大电阻中间串接小电阻的对称结构,它能够最大限度地抑制逆变器共模电压对测量结果的不良影响。理论分析与试验结果表明了这种方法对抑制共模影响的可行性和有效性。