高升压比Y源并网逆变器能量成型控制研究

高升压比Y源并网逆变器解决了传统光伏并网逆变器不能直通的问题,并利用直通时间的插入来进行升压,通过较小的直通占空比就可以获得较高的电压增益。介绍了一种适用于高升压比Y源并网逆变器的能量成型控制策略,解决了传统PI控制鲁棒性差、控制速度慢等不足。通过确定系统期望的稳定平衡点并配置能量函数,建立系统的PCH模型以获得系统的耗散能量和反馈控制注入能量,然后设计控制器参数以在反馈控制能量的作用下,不断调整其自身储存的能量,使系统稳定在所需的平衡点。最后利用MATLAB/Simulink仿真软件对高升压比Y源并网逆变器进行仿真验证,结果表明对于不同给定输入扰动,能量成型控制器都可以很好地满足控制目标。     

改进型Z源逆变器的并网控制策略

针对传统Z源拓扑所存缺陷,提出一种改进型Z源拓扑。该拓扑中,用耦合电感代替传统结构中与电源正极相连的电感,阻抗网络相对于三相逆变桥位置发生改变;此外在直流链处增加全控型IGBT器件,用于单独插入直通零矢量。分析其在电压型和电流型模式的工作状态可知:相比于传统Z源逆变器,在电压型模式工作时,该拓扑可实现更高的电压增益,稳态时电容电压应力更低且不存在启动冲击电流,逆变侧输出电压波形质量更高;在电流型模式工作时,其启动压降较低,逆变侧输出电流波形质量较高。最后为实现对该逆变器的并网控制,在两相旋转坐标系下建立系统数学模型,运用两电流环和一电压环实现其高功率因数并网。算例结果验证了所提策略的有效性。     

单相非隔离型改进Y源光伏并网逆变器

为了解决传统Y源光伏逆变器并网时的共模电流问题,通常需要在电网和逆变器之间串联工频或者高频变压器实现电气隔离,但是工频变压器体积大、成本高,而高频变压器需要加入新的能量变换电路,控制复杂,效率较低。为此,提出了一种新型的无隔离变压器型Y源光伏并网逆变器拓扑结构,将光伏阵列负端与电网中性线直接相连,引入虚拟直流母线并改进脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)策略,同时通过电压电流应力分析优化电容容值,解决负半周期电压跌落的问题。最终,搭建了一台基于TMS320F28335的实验样机来验证所提拓扑的有效性。仿真和实验结果表明,新型拓扑可以在确保并网电流质量的情况下,旁路共模电流回路,从而完全消除共模电流。所提非隔离型Y源逆变器拓扑可以减小逆变器的体积和成本,为光伏并网提供支撑。     

Z源逆变器光伏并网控制策略研究

Z源变换器因其具有的诸多优点,成为当今研究的热点.首先对基于Z源变换器光伏并网发电系统的工作原理进行了分析,建立了平均状态模型;在此基础上设计了相应的控制器,其特点为:针对系统各部分时域响应特点实现了系统解耦控制,实现了最大功率跟踪与同步并网的要求;采用新的Z源升压控制方案,以适应光伏电池输入电压变化范围较大的特点;采用新型功率扰动的最大功率跟踪方案,保证了并网电流的稳定性.实验仿真证明了控制器的有效性.     

Split源光伏并网逆变器控制策略研究

用于存储可再生能源的并网电源转换系统需满足低成本,高效率和复杂度等要求.使用传统的并网逆变器时,通常需要在前级加入一个升压变换电路,从而造成了两级结构.单级并网逆变器只用一级能量变换就可实现DC-AC并网逆变功能,因此在体积、成本、质量和复杂度等方面均优于两级结构.基于上述分析,研究了Split源逆变器(SSI),作为...     

并网逆变器的改进无差拍控制策略

在分析无差拍控制工作原理的基础上,给出基于无差拍电流控制的推导过程,针对无差拍控制对系统参数敏感的局限性,提出一种逆变器交流侧滤波电感在线计算方法.该方法可消除电感参数变化对系统造成的逆变输出电流不稳定和相位偏移的影响.通过仿真分析和实验结果验证了该方法的可行性与正确性.     

Z源并网逆变器的单周电流控制策略

提出了一种用于三相Z源并网逆变器的单周电流控制新方法。通过建立三相逆变桥平均电路模型,结合Z源逆变器阻抗网络的输入、输出关系,实现以单位功率因数为目标推导的控制方程,进而基于单周电流控制思想构建控制电路结构,具有动态响应快、控制精度高、鲁棒性强等优点,且控制电路结构简单、易于实现。所搭建的仿真模型对Z源并网逆变器的稳态输出、并网功率突变、输入电压扰动等情况下进行了仿真分析。仿真结果验证了该控制方式的可行性。     

微源并网逆变器下垂控制策略的改进研究

针对下垂系数大难以保证微电网稳定性,下垂系数取值小则反应速度慢的不足,提出了一种基于类似磁滞曲线的非线性下垂特性的逆变器下垂控制策略,通过实时改变下垂系数,提高负荷功率分配精度,有效抑制电微网频率和电压的大幅度波动,改善系统稳定性;并通过在功率控制环节中增加前馈环节进一步提高微电网稳定性.建立了简化的逆变器接口的微网小扰动分析数学模型,仅考虑功率环等慢动态过程.各微源接口先在各自本地坐标轴上建模,然后通过网络方程将各微源接口和负荷变换到统一旋转坐标轴,最后将方程线性化得到微电网小扰动分析模型,分析了下垂系数和前馈环节对微电网小扰动稳定性的影响.采用PSCAD/EMTDC搭建了基于此控制策略的微电网仿真模型,仿真结果验证了此控制策略的有效性.     

2种改进的滑模并网逆变器控制策略

为改善光伏并网逆变器控制系统的动态性能,根据并网逆变器数学模型,提出利用指数滑模变结构控制律和平方根滑模控制律,设计基于改进滑模变结构的单相电流环光伏并网逆变器控制系统.推导了滑模变结构控制在并网逆变器应用的滑模面存在性,并利用李亚普诺夫定理证明了系统稳定性.针对所选滑模控制律存在的非线性可能引起系统抖振的问题,采用单位控制连续化方法,使改进后的控制算法在切换面附近具有高增益特性,使系统具有抵抗干扰和参数摄动的能力.最后对2种控制方法进行了比较,证明改进的指数滑模变结构有更精准的跟随特性.     

微电网并网逆变器的改进下垂控制策略研究

采用下垂法下垂系数的确定是个很大的难题。下垂系数很小,动态响应速度变慢;增大下垂系数可以改善动态响应,但是频率和电压幅值会大幅度偏离设定值,造成系统的不稳定,这种矛盾很难调和。本文提出了分段滞环的下垂控制策略,用三条斜率较大的下垂曲线代替一条斜率较小下垂曲线,使用此方法既可以解决动态响应的问题又可以增加功率输出范围而保持输出幅频不会变化太大。最后让此控制策略与传统的下垂控制策略相比较,比较结果证明了该策略的可行性和优越性。     

Z源并网逆变器的间接单周电流控制策略

针对直接电流控制方式需要较多的采样环节造成控制电路结构复杂,且控制精确度依赖于传感器精确度的缺点,提出一种无需电流采样环节的间接单周电流控制方式.以单相Z源并网逆变器为对象,建立其状态平均数学模型,以实现单位功率因数并网为控制目标推导占空比控制函数d(t),利用单周控制的思想,根据d(t)产生相应的开关驱动信号,从而控...     

改进微电网并网逆变器滞环电流控制策略

滞环电流控制广泛应用于微电网系统并网逆变器中,这种控制方式存在的主要问题是开关频率不固定、电流谐波较大。针对该问题提出了一种变论域模糊滞环宽度控制方法。通过研究开关频率与滞环宽度之间的关系,首先引入伸缩因子,然后设计变论域模糊控制器,最后实现动态调节滞环比较器的宽度,从而达到稳定开关频率的目的。通过实验,有效验证了该控制策略具有良好的动态、稳态性能,从而提高了并网效率。     

带LCL滤波并网逆变器改进PR控制策略

针对同步旋转d-q坐标系下的矢量控制需要复杂的坐标变换,又很难消除系统稳态误差的问题。本文为并网逆变器的控制提出了一种基于两相静止坐标系下带LCL滤波的改进PR控制器的新控制策略,减少了一些复杂的旋转坐标变换,简化了控制算法。该控制策略能够实现电网电流无稳态误差跟踪交流指令信号,同时实现了静止坐标系下有功无功(PQ)的解耦控制。最后经过仿真表明,采用改进PR控制器的并网逆变器具有优良的动静态控制性能,实现了电流无稳态误差跟踪,对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值。     

弱电网下LCL并网逆变器改进电流控制策略

为减弱电网谐波电压对LCL并网逆变器电流控制性能的影响,多采用电压前馈控制。当电网较弱时,电压前馈控制和电流控制之间的耦合将影响系统的幅值稳定裕度和相位稳定裕度。从理论上分析了电压前馈控制对电流环控制稳定性的影响,并分析了该影响与逆变器数量的关系。为改善弱电网下电流控制性能,在此提出一种改进的电流控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

光伏并网逆变器的控制策略

从光伏并网发电的原理结构入手,简述了并网的控制目标,着重阐述了当今并网逆变器的几种控制策略,并给出了未来的发展走向。     

Z源逆变器并网独立双模式控制策略研究*

针对Z源逆变器电容电压恒压控制策略响应速度较慢的问题,提出了电容电压外环、电感电流内环双闭环控制策略,提高了系统的快速性。设计了Z源逆变器的并网和独立模型,并网模型实现了单位功率因数并网,独立模型保证了输出电压稳定。切换过程考虑到Z源逆变器电磁惯性大,电容电压、电感电流不能突变的特点,在并网到独立切换过程采用修正调制信号,在独立到并网切换过程采用Z源电感电流渐增控制,实现了双模式的平滑切换。     

光伏并网Z源逆变器无差拍解耦控制策略

提出了基于Z源的光伏并网系统无差拍解耦控制方法,避免了传统比例—积分控制性能易受电网电压不平衡及系统非线性的影响。该控制策略将无差拍控制方法与解耦控制方法相结合,并采用双时采样方法,减小了运算及采样时间带来的控制延时,具有动态性能好、精度高、稳定性好的优点。采用改进的空间矢量方法实现了Z源逆变器的桥臂直通,进而实现升压,使系统按单位功率因数运行,并网电流谐波畸变率低。仿真及实验均验证了该控制策略的有效性和可行性。     

储能改进型Y源光伏逆变器的滑模控制策略

储能改进型Y源逆变器(energy storage improved Y-source inverter,ES-IYSI)具有右半平面零点和非线性特性,采用传统线性控制器会导致鲁棒性差、调节速度慢和控制器设计复杂等问题.提出在直流侧和交流侧分别使用滑模控制(sliding mode controller,SMC)以保证...     

面向多运行模式的并网逆变器改进控制策略

为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求,设计了双重自适应系数,并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数,前者可提高系统动态特性并增强适用性,后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡,能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度,可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求,具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后,通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。