光伏并网NPC三电平逆变器调制算法研究

与传统两电平逆变器相比较,三电平逆变器因输出状态增多,具有动作频率低,开关损耗小,谐波含量少等优点。文中采用NPC三电平逆变器拓扑结构,将60°坐标系下的SVPWM调制算法应用于光伏并网逆变器系统中,算法简洁,易于控制。Matlab/Simulink仿真和实验结果均表明理论分析的正确性以及光伏逆变系统的良好性能,可有效提高交流侧的功率因数,改善并网逆变器的电能质量。     

NPC三电平光伏逆变器并网控制策略仿真研究

介绍了基于NPC(Neutral Point Clamped)三电平逆变器的光伏发电系统并网控制策略。根据光伏阵列的等效电路,在Matlab/Simulink中建立了光伏阵列模型,利用扰动观察法对光伏发电系统中Boost电路进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制,对NPC三电平逆变器采用U-Q控制并网策略,并对系统进行了建模仿真。仿真结果表明,该控制策略能够准确地实现光伏的最大功率点跟踪,并能有效地保证将逆变器直流侧传输的有功功率注入电网。     

单相光伏并网发电系统控制方法的研究

提出一种单相并网逆变控制算法,在传统单环PI控制的基础上加入电压环,提高了直流母线电压的稳定性,使系统更加可靠。在此基础上,提出基于变步长扰动观测的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)策略,实现单相光伏并网发电系统最大输出功率点的快速、稳定跟踪。仿真和样机实验结果证明了所提方案的有效性。     

混合三电平单相光伏并网发电系统研究

将经典Boost变换器与混合三电平逆变电路相结合,形成一种能分别工作在单级式和两级式的非隔离型单相光伏并网发电系统,以适用于更宽的光伏阵列输入电压范围。深入研究了PWM升压模式和旁路二极管模式的控制策略,分析了混合三电平逆变电路的工作原理,并讨论了避免出现两电平的方法。以XE164FM单片机为控制核心,对额定峰值功率1 kW的样机进行了实验验证,结果表明该电路系统性能优良。     

三电平NPC逆变器中点电位平衡的软件算法

中点电位平衡问题是三电平NPC逆变器的一个固有问题.介绍了三电平NPC逆变器的重要的中点电位平衡控制方法.基于空间矢量PWM法介绍了适用于普通调制和适用于高调制系数的方案.基于注入零序电压的载波调制法介绍了一种全面、准确的控制方案和针对GTO的最小开通时间的控制方案.最后介绍了与具体的PWM调制模式分离的一种新型的滞环控制法.     

基于SAADR-PI的NPC三电平容错光伏并网逆变器FCS-MPC策略

为使并网逆变器在故障重构后仍向电网输送高质量电能,针对中性点钳位三电平逆变器容错拓扑,提出了基于自适应自抗扰比例积分控制器的有限控制集模型预测控制策略。首先,在直流侧电压控制环节引入自适应自抗扰比例积分控制器,以提高系统动态响应速度,增强系统鲁棒性能;然后,利用基于参考电压构造代价函数的并网模型预测电流控制策略,实现对参考电流的准确跟踪,并在代价函数中引入直流侧电容电压和开关频率约束项,以抑制中点电压不平衡问题,降低开关损耗;最后,在Matlab/Simulink中建立光伏并网系统模型并进行时域仿真。仿真结果表明,所提策略在稳态及光照阶跃变化时,直流侧电压调节具有更快的动态响应和更平滑的瞬态性能,且并网电流谐波含量低、波形质量好,可保证故障后依然能向电网输送高质量电能。     

光伏并网发电系统逆变器的研究

采用双闭环跟踪控制方式,结合电网电压前馈控制方案,实现并网电流与电网电压同步。为了削弱市电网中周期性扰动信号对逆变器输出电流的影响,电流环采用重复控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真,验证该控制策略的有效性。     

光伏并网逆变器中的单相数字锁相环研究

在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节.传统数字锁相环检测电网电压的过零点从而实现锁相,但该方法抗干扰能力差.基于二阶通用积分器的单相锁相环较传统的数字锁相环具有不受电网频率变化影响、抗干扰能力强的优点,但该算法在离散化实现时会引入二次谐波而导致锁相准确度降低.这里在基于二阶通用...     

NPC三电平逆变器区间可调混合载波调制策略

零序电压注入载波脉宽调制策略作用于中点钳位型(NPC)三电平逆变器时可以有效解决全区间内的中点电压平衡问题,但随着调制度的增加或功率因数的降低,该策略将存在中点电压不可控区间导致中点电压平衡控制能力下降。当采用双调制波载波脉宽调制策略时虽然可以有效降低中点电压的低频振荡,但是开关频率显著增加。为了解决这一矛盾,本文混合上述两种策略提出了一种区间可调混合载波调制策略,通过控制调整因数实现双调制波载波脉宽调制策略作用区间的调整,进而实现中点电压与开关频率的均衡控制。最后,在基于RT-LAB的快速原型开发平台上进行实验研究,验证提出策略的可行性与有效性。     

NPC三电平逆变器容错技术

针对大功率变频驱动系统故障,研究三电平逆变器容错控制技术.首先,基于电压空间矢量图,分析三电平逆变器对开路和短路故障的固有容错能力.然后,提出三种容错拓扑结构：开关冗余型、相冗余型和ANPC型,并简述各自控制策略和特点,为实验研究奠定理论基础.     

一种基于导抗变换器理论的光伏并网逆变器的研究

详细分析了导抗变换器的基本理论,对比分析了各种用于新能源发电的高频链周波变换器的结构及控制策略,结合导抗变换器的恒流特性和高频链逆变技术,应用于光伏并网发电系统中。由于导抗变换器仅输出、输入电压成正比的电流,故输出电流不受电网电压的影响。负载电压变化时,系统无需电流负反馈环节也可实现馈入电网电流功率因数近似为1,不仅提高了系统输出电流的稳定性,降低了电流波形的谐波含量,同时也实现了装置小型化。最后,仿真结果证明了该方案的可行性。     

NPC三电平双PWM变换器直流母线电流的重构

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,建立了二极管箝位(NPC)三电平逆变器直流母线电流的高频数学模型。根据有功功率平衡,提出一种直流母线电流的重构方法。从快速傅里叶变换(FFT)和交流侧有功功率2个方面对所提重构方法的误差进行了分析。最后,基于NPC三电平双PWM变换器的前馈控制完成了直流母线电流重构的实验。结果表明所提直流母线电流重构方法可行、有效,且实现简单、计算量较少。     

新型三电平变流器中点电压控制策略及其可控区域

针对三电平中点钳位(neutral point clamped,NPC)变流器中点电压波动问题,分析了三电平变流器基本工作原理,提出了一种适用于任意调制策略的三电平变流器中点电压平衡策略。该策略以输出线电压满足要求为控制目标,根据中点电压的波动情况实时修正调制策略的输出开关状态。鉴于单开关周期完全可控区域的重要意义,本文分别分析了调制策略为正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)策略和空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略时新型中点电压平衡策略的单开关周期完全可控区域。理论分析和仿真结果表明,新型中点电压平衡策略具有普遍适用、实现简单的优点,其单开关周期完全可控区域受调制策略、调制度、运行时间和功率因数的影响。     

分布式光伏发电并网方案研究

介绍了分布式光伏电站接入配电网的整体设计原则,包括接入方式的选择、继电保护和调度自动化的配置。介绍了光伏侧和电网侧保护配置及短路电流、电压波动率的计算方法,并提出一种10 k V并网系统调度自动化的典型方案。通过实际工程中的应用验证了设计方案的可行性及稳定性。通过对并网接入技术的研究,为分布式光伏接入设计提供了指导。     

双馈抽水蓄能机组用中点箝位式三电平变流器损耗与结温分布

针对双馈抽水蓄能机组(DFPSU)运行工况转换频繁,分析不同运行工况下中点箝位式(NPC)三电平变流器功率器件损耗及结温分布。基于DFPSU运行特点,以机侧变流器单相桥臂功率模块为例,研究了不同运行工况下各个功率器件开关动作和电流通路,理论上分析了器件损耗分布不均现象;基于功率器件导通损耗和开关损耗计算模型,建立其热网络等效电路和结温计算模型,考虑DFPSU控制策略,并基于PLECS平台建立了NPC三电平变流器功率器件电热耦合仿真模型;对机组在发电、电动和调相运行工况下的器件损耗和结温分布进行仿真。理论分析与仿真结果表明,不同运行工况下器件损耗不同,变流器中间位置的主开关和箝位二极管的损耗和平均结温最大,且机组在同步转速点附近器件结温波动最大。     

1kW单级式光伏并网发电系统的设计

针对两级式小功率光伏并网发电系统效率低的缺点,设计了1 k W单级式光伏并网发电系统。对主电路直流侧母线电容和滤波器参数进行设计。单级式光伏并网发电系统结构需要同时控制直流侧母线电压和并网电流,而单闭环系统难以满足需要,采用双闭环控制策略实现并网,分别对电流内环和电压外环进行设计。同时采用锁相环技术,Simulink仿真研究结果表明并网电流能准确跟踪电网电压,实现了系统的高效率并网。     

30kW光伏并网逆变器研究

光伏并网发电是太阳能发展的必然趋势,而光伏并网发电系统的核心是并网逆变器。对光伏并网逆变器的工作原理进行了分析,并搭建了光伏并网逆变器的数学模型。提出采用电流内环和电压外环的双闭环控制策略,在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了30 kW光伏并网逆变器的仿真模型。仿真结果表明,该模型能够快速准确地实现最大功率跟踪并且能够实现单位功率因数并网。     

对三电平变频器驱动电机的共模电压抑制的研究

降低和消除共模电压及共模干扰,在高压大功率电力电子变换器中具有重要意义。本文以一个三电平NPC变频器驱动的交流电机系统为研究对象,使用消除三次谐波式的特定谐波消除脉宽调制即SHEPWM(Selected Harmonics Elimination PWM)技术,从源头上消除变频器输出共模电压中的低频分量。而对所剩的高频部分共模谐波,使用共模滤波器进行滤除。定性和定量分析了差模滤波器参数不对称对共模电压的影响。实验证实了本文方案实用高效。     

基于DSP控制的单相光伏并网逆变系统的设计

阐述了基于数字信号处理器TMS320F2812控制的单相光伏并网逆变系统的设计,该系统主要应用于小功率光伏并网发电系统。分析了系统的结构和控制原理,设计了最大功率跟踪MPPT(Maximum power point tracking)算法和锁相环的软件设计流程图,构建了实验室样机。实验结果表明并网电流波形良好,但含有少量的高次谐波,逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1。     

三电平光伏并网逆变器SHEPWM优化控制方法

提高输出电能质量、抑制共模电压和减小电磁干扰对提高光伏并网逆变器的性能具有重要研究意义。以三电平有源中点钳位型(3L-ANPC)光伏并网逆变器为研究对象,将特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的三相输出波形视为空间状态矢量,分析SHEPWM对应的各开关状态矢量产生的共模电压幅值及其对中点电压的影响,从而提出一种改进的SHEPWM控制策略,在降低并网逆变器输出共模电压的同时,有效地控制了3L-ANPC光伏并网逆变器的中点电压平衡。最后通过仿真和实验验证了控制策略的有效性。