基于阻抗的数字延时对单电流环控制型并网逆变器稳定性影响的分析

发现并解释了一种在逆变器输出阻抗高频处因数字控制延时而产生的"阻抗谷"的现象。在此阻抗谷处,逆变器输出阻抗的幅值急剧下降,而相位明显上升。通过波特图和复频域表征这两种方式,详细分析了电流环动态及数字控制延时对单电流环控制型逆变器的dq坐标系输出阻抗的影响,通过研究逆变器的输出阻抗模型,获得了阻抗谷的来源及其与电流环动态和延时大小之间的关系。同时,通过d-d通道阻抗匹配和广义奈奎斯特判据GNC(generalized Nyquist criterion),研究了阻抗谷对并网逆变器稳定性的影响。通过分析发现,电流环的动态和延时大小的改变均会导致d-d通道输出阻抗的幅度和相位发生剧烈变化,从而导致并网系统发生振荡。最后,实验结果验证了分析的正确性。

基于复系数比例积分控制器的双同步旋转坐标系下的不对称电流控制方法

由电网不对称故障等因素引起的不对称电压会对并网逆变器的正常运行产生不利影响。控制并网逆变器向电网中注入适当的负序电流,对提高逆变器对异常电网电压尤其是不对称电压的耐受能力和持续运行能力具有重要意义。该文提出一种执行于双同步旋转坐标系下的采用复系数比例积分控制器的不对称电流控制方法。该方法能够快速和无静差地控制正序和负序正弦交流信号。该控制方法无需分解和提取电网电流的正负序分量,控制结构相对简单,且该方法能够同时对正序和负序直轴和交轴电流实现近似解耦控制。同时,在控制器的参数设计中考虑并补偿数字控制延时的影响,从而使得所提控制方法在低开关和采样频率下能够获得良好的稳定性和动态性能。在开关频率为2kH z的样机上对所提方法进行实验研究,实验结果验证了该控制方法的可行性及其性能。

LCL型并网逆变器临界无源阻尼参数设计

LCL滤波器因其良好的滤波性能被广泛应用于并网逆变器系统中。然而,LCL滤波器的固有谐振特性以及数字控制延时会严重危及系统稳定性。为提高系统鲁棒性,工程上通常采用无源阻尼方法以抑制滤波器谐振。由于滤波器谐振问题受多种因素影响,阻尼电阻的选取标准通常是模糊的。为准确、高效地设计阻尼电阻,文章结合阻尼电阻与滤波电容串联和与滤波电容并联两种典型无源阻尼方法,推导分析了"临界阻尼"指标。当系统阻尼大于临界阻尼时,LCL滤波器幅频特性曲线上的谐振峰被完全抑制,同时以最少的无源阻尼损耗为代价,充分保证了基于LCL滤波器的并网逆变器系统稳定性。此外,文章在PLECS软件中进行三相并网逆变器系统仿真,仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。