一种新的逆变器并网控制策略的研究

提出了一种新的逆变器并网控制策略。可独立与并网双模式运行的逆变器在并网模式下,由于输出滤波电容的影响,在轻载时进网电流ηTHD高,输出功率因数低。该逆变器在传统控制策略的基础上,加入输出滤波电容电流补偿器,消除输出滤波电容电流对电网的影响,从而可以实现独立与并网2模式之间的无缝切换;全负载范围内或电网电压谐波含量大时,可实现高的输出功率因数和低的进网电流ηTHD。该文阐述了该控制策略的工作原理和参数设计原则,并以一台500W基于DSP控制的双降压式半桥逆变器进行了实验验证。

带整流性负载并网逆变器的控制方法

提出了一种带整流性负载并网逆变器的控制方法。该并网逆变器可以工作于独立和并网2种工作模式。分析了并网逆变器带整流性负载对电网电流的影响。通过引入整流性负载电流补偿的方法,消除了整流性负载和滤波电容对电网电流的影响,提高了电网电流的波形质量。该方法控制简单,易于实现。仿真和实验结果表明,在带整流性负载情况下,采用该控制方法可以使并网电流具有很好的正弦度,独立运行时输出电压外特性好。

无阻尼LCL滤波并网逆变器的设计与实现

采用无源阻尼和有源阻尼抑制LCL滤波器谐振的方法会增加损耗或成本。为此,提出了一种数字控制无阻尼LCL滤波三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)并网逆变器的设计方法,通过合适的参数设计即可实现系统的稳定运行。对该并网逆变器进行z域建模,给出了详细的系统设计步骤和实例,最后以1台15kVA无阻尼LCL滤波三相SVPWM并网逆变器为例进行了实验验证。实验结果表明,所设计的并网逆变器为稳定的系统,当负载突变时仍能保持系统的稳定运行。与有源阻尼方法相比,该并网逆变器无需增加电压传感器或电流传感器,从而降低了成本。与无源阻尼方法相比,该并网逆变器具有更高的效率和更低的电网电流总谐波畸变率(THD)。

双降压全桥并网逆变器

提出一种双降压全桥并网逆变器。该逆变器采用滞环电流控制和单极性调制方式。与双极性调制相比,减小了输出滤波器的体积和重量。独立续流二极管代替开关管的体二极管续流,减小了二极管的反向恢复损耗。一半功率管只在半个工频周期内高频开关,其它功率管为工频且零电流开关,因此,减小了开关损耗。阐述该逆变器的工作原理。仿真和实验结果验证了理论分析,并符合IEEE929-2000标准要求。

三相SVPWM并网逆变器的改进解耦控制方法

由于传统三相空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)并网逆变器的电网电流解耦控制方法,是通过电网电流负的交轴分量和正的直轴分量分别乘以总滤波电感感抗后加到直轴和交轴电流控制器的输出上实现的,因此,电网电流的直轴和交轴脉动分量会影响电网电流的波形质量;同时,三相桥臂直轴和交轴参考电压无法直接反映电网参考电流的变化,从而导致系统动态响应速度慢。为了解决上述问题,可将参考电流的直轴和交轴分量分别代替电网电流控制器解耦分量中的电网电流直轴和交轴分量。详细阐述了传统和改进解耦控制方法的工作原理,并以一台15kVA的三相SVPWM并网逆变器为例进行了实验验证。与传统解耦控制方法相比,改进解耦控制方法具有电网电流波形质量高、功率脉动小、动态响应速度快等优点。

三相SVPWM控制并网逆变器的软启动控制

为解决传统三相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制并网逆变器存在的启动冲击电流的问题,提出了一种软启动控制方法。该方法通过控制三相桥臂输出直交轴参考电压和直交轴参考电流实现三相并网逆变器的软启动。该文详细阐述了产生启动冲击电流的原因,给出了所提软启动控制方法的具体步骤和流程图,最后对1台15kVA三相SVPWM控制并网逆变器进行了实验验证,并对实验结果进行了详细分析。结果表明,提出的软启动控制方法简单,在电网电压平衡的情况下,启动时只与电网直轴电压有关,且无启动冲击电流。

单相高可靠并网逆变器电路拓扑

针对传统桥式并网逆变器存在桥臂功率开关管的直通问题，提出了一族单相高可靠并网逆变器电路拓扑。所提并网逆变器是由高可靠性单元相互组合而成。分析了双极性和单极性调制高可靠并网逆变器的工作原理，归纳出了高可靠并网逆变器的构成原则。以单极性双降压全桥并网逆变器为例进行了仿真验证。比较分析了传统并网逆变器和所提高可靠并网逆变器。分析结果表明：双降压半桥并网逆变器适合110～120V电网电压场合，而全桥型高可靠并网逆变器适合220-240V电网电压场合。

低整流电压应力的推挽正激三电平变换器

提出了一种推挽正激三电平变换器。它适合于低压宽输入的场合,如可再生能源。该变换器的一半开关管承受1/2的输入电压,另一半承受3/2的输入电压。采用传统的三电平控制策略,并考虑变压器漏感在整流二极管上产生的电压尖峰,整流二极管的电压应力高,尤其是在高输出电压的场合。为了解决上述问题,采用二次整流电压波形先出现1/2电平,后出现1电平的控制策略,并通过在整流二极管上并联电容的方法,降低了整流二极管的电压应力。该文详细分析了该变换器的工作原理,讨论了整流二极管并联电容的选取。最后,以一台500W的原理样机对理论分析并进行了实验验证。

一族零电压开关直流变压器

给出了一族零电压开关直流变压器,该族直流变压器利用隔离变压器的励磁电流,实现了全负载和全输入电压范围内功率管的零电压开关。以零电压开关推挽正激直流变压器为例,阐述了其工作原理,给出了功率管实现零电压开关的条件。仿真分析和实验验证表明1000W满载时,样机效率达到95%。

基于DSP控制的多输出并网逆变器

针对世界各国电网电压规格种类较多的情况,提出一种基于DSP控制的可输出多个国家电网电压规格的并网逆变器。通过DSP控制和2台逆变器的串联和并联,实现了多种规格电网电压的输出,且串联和并联2种运行模式不影响系统的稳定性。详细阐述了逆变器的工作原理,分析了2台逆变器在串联模式下的均压和在并联模式下的均流效果,及串联和并联2种运行模式对系统稳定性及相对稳定性的影响,并以一台1000VA基于DSP控制的串并联双降压式半桥逆变器进行了实验验证。实验结果表明在串联和并联2种运行模式下2台逆变器具有很好的功率均分度。

基于改进DPC-SVM的三相并网逆变器

针对传统基于空间矢量调制的直接功率控制(Direct power control with space vector modulation,DPC-SVM)三相并网逆变器动态响应速度慢的问题,研究了一种三相并网逆变器的改进DPC-SVM方法。该控制方法基于传统空间矢量脉冲宽度调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)解耦控制的思想,利用参考功率前馈来提高系统的动态响应速度。详细阐述了传统和改进DPC-SVM方法的工作原理,并以15kVA三相并网逆变器为例对传统和改进DPC-SVM方法进行了仿真和实验验证。与传统控制方法相比,改进控制方法具有更快的动态响应速度。

独立模式串／并联输出并网逆变器的外特性

针对独立模式下串/并联输出并网逆变器的两种输出模式对输出电压外特性的影响,提出了一种新的控制策略。阐述了该逆变器的工作原理和串并联两种输出模式的控制策略,分析了两种输出模式的外特性及各参数对外特性的影响,并以一台1kVA串/并联输出双降压式半桥逆变器为例进行了仿真和实验验证。其结果表明,在新的控制策略下,串/并联输出模式均不影响输出电压的稳压精度。

零电压开关推挽正激直流变压器

提出了一种零电压开关推挽正激直流变压器(Zero Voltage Switching Push-pull Forward DC/DCTransformer,简称ZVSPPFDC/DCT)。它利用漏感实现了功率管的零电压开关,可广泛用于不间断电源、电压调整模块、分布式系统、航空静止变流器、功率因数校正、多路输出等领域。文中详述了该电路的工作原理,分析了实现零电压开关的条件,并进行了仿真分析。最后,在1kW零电压开关推挽正激直流变压器的原理样机上验证了理论分析的正确性。

民办本科“电路”课程的教学改革

针对民办本科"电路"课程教学中存在的问题,本文讨论了对课程的教学内容、教学方法和手段以及实验教学的改革。我们采用必需和够用的原则,使学生掌握电路的基本知识、基本分析方法和基本实验技能;采用分层教学、高质量的多媒体教学、开设教学网站和改革考试方式的教学方法和手段,通过实验教学改革,提高了学生的操作实践能力。实践证明,教学改革取得了良好效果。

串并联双降压半桥逆变器输入电压脉动的分析

串并联双降压式半桥逆变器可输出多种规格的电网电压,应用在并网逆变器场合可提高其通用性。由于该逆变器存在串联和并联两种工作模式,因而会引起双降压式半桥逆变器总的输入电压脉动和两个输入分压电容的电压脉动。阐述了该逆变器的工作原理,分析了其在串、并联两种工作模式下对输入电压脉动的影响。分析结果表明,输入分压电容电压脉动与输出视在功率成正比,与输出电压频率、输入分压电容容值和输出电压有效值成反比。仿真分析和实验结果验证了理论分析的正确性。

三相变流器LCL滤波器参数优化新方法

LCL滤波器体积较小,对高频电流谐波有着显著的抑制作用,广泛应用于大功率三相AC/DC变流器中。LCL滤波器的参数设计大多考虑开关频率处的谐波,以LCL滤波器输入输出端的谐波电流衰减作为优化目标,往往会导致参数设计大于实际要求,增大滤波器体积与成本,且不易理论验证是否满足总谐波失真(total harmonic distortion,THD)要求。提出一种基于THD估算的LCL滤波器设计优化方法,将THD估算模型代替实际LCL滤波器模型进行试验设计,以IEEE Std 1547.2-2008规定的并网标准中总谐波畸变率为优化目标,滤波器谐振频率为约束条件,单次谐波畸变率为修正因子,通过简化梯度算法进行LCL滤波器参数的优化,并讨论闭环系统的稳定性和电流环PI控制器的影响。最后通过仿真和实验验证了设计的合理性。

并网独立双模式控制高性能逆变器设计与实现

设计并实现了一种小型的用于分布式发电系统的功率调节系统。主电路采用推挽正激变换器和双降压式逆变器。传统的并网逆变器输出端采用工频变压器,体积重量大,成本高。该文采用高频隔离的逆变器,消除了输出端的工频变压器。传统的桥式逆变电路存在桥臂直通问题,该文将双降压式逆变器用于并网发电场合,提高了可靠性及效率。半周期调制方式减小了器件的开关损耗,以及功率场效应管的导通损耗。以往的文献对并网逆变器的分析侧重于单独工作模式或者并网模式,较少涉及到独立工作和并网工作切换过程的分析。该文分析了双模式运行的逆变器的切换过程。采用TMS320F240DSP芯片实现数字锁相同步,实现并网和独立控制的逻辑和基准切换。一个500VA的实验样机证明了方案的可行性。

逆变器侧电流反馈的LCL滤波并网逆变器参数设计

对于采用有源阻尼控制策略的LCL并网逆变器而言,逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器能稳定工作,其控制参数设计相对简单,但是进网电流易产生较大的低频谐波。从控制的角度分析了产生低频谐波电流的原因,得出电流环的控制参数、LCL滤波器参数对低频谐波电流抑制的具体作用。在此基础上,得到逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器的滤波参数和控制参数的设计方法。实验结果表明,所提出的参数设计方法正确、有效。

SVPWM控制三相并网逆变器AFD孤岛检测方法

三相并网逆变器在新能源发电系统和电动汽车等领域起着重要的作用,为确保系统安全稳定运行,孤岛检测是十分必要的。对基于空间矢量控制的三相并网逆变器,传统的主动频移法(active frequency drift,AFD)不能直接应用,存在检测盲区的问题,且施加的频率扰动量会对三相进网电流波形质量造成一定的影响。提出一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制三相并网逆变器的AFD孤岛检测方法,其对锁相环(phase-locked loop,PLL)计算出的相角施加扰动,但不属于主动移相法。分析孤岛检测盲区的成因以及消除盲区的可能性,并对施加扰动后的三相电流进行谐波分析,提出抑制谐波的改进半解耦控制算法,最后给出仿真和实验结果。

低压微电网中并网逆变器主动移频式孤岛检测技术

在低压微电网中,线路阻抗、逆变器输出阻抗呈阻性,可以采用有功调幅、无功调频的间接电流型并网逆变器控制策略,该控制策略具有一定的反孤岛能力。推导了电阻、电感和电容负载的幅值和相角的表达式,给出了并网逆变器在孤岛运行时的无功表达式,由此得到电网故障后逆变器输出电压的频率变化数学模型,得到了有功调幅、无功调频的控制策略下逆变器孤岛检测盲区图。提出了频率正反馈的逆变器孤岛检测方法,通过在无功调频控制策略中引入频率正反馈环节,可大大减小逆变器孤岛检测盲区,给出了频率正反馈系数的选取原则。仿真结果表明,理论分析正确,所提出的孤岛检测方法可行。