风光互补双输入Buck-Boost直流变换器的研究

采用双输入直流变换器将太阳能和风能联合构成双输入供电系统,可避免独立光伏发电系统电力供应不稳定和不连续的缺点。本文提出一种新的双输入Buck-Boost直流变换器,具备电路结构简单、电压增益高特点,联合供电系统既可同时向负载供电,又可分体单独向负载供电。分析双输入Buck-Boost直流变换器的工作原理,给出变换器的输入/输出稳态关系式,并通过PSPICE软件进行仿真。仿真结果验证了理论分析的正确性。

光伏并网逆变器及其低电压穿越技术

从光伏并网逆变器拓扑结构和工作原理入手,建立其数学模型,并对光伏并网逆变器在同步旋转坐标系下基于电网电压定向矢量控制的电压外环、电流内环双闭环控制策略进行了分析。阐述了光伏并网发电系统低电压穿越(LVRT)原理和相应的控制策略。利用Matlab/Simulink软件搭建了光伏并网发电系统仿真模块,给出了仿真波形。仿真结果表明,该方法能保证并网点电压跌落时光伏并网逆变器不过流,并根据电网电压跌落深度发出一定的无功电流来支撑并网点电压,使逆变器继续并网运行,从而提高了LVRT能力,为光伏逆变器在光伏电站中的应用提供可靠的理论依据。

风电控制器模块的高海拔热性能研究

对自然散热条件下风电产品中控制器模块的高海拔热性能进行了研究。首先分析了海拔高度对空气特性和风扇性能的影响,并总结归纳了常用高海拔温升评估方法,特别是经验公式计算法和温升系数修正法。以风电变流器中的控制器模块为例,针对高海拔自然散热条件,采用试验测试和热仿真计算的方法,对目前的经验计算公式进行了系数修正,并验证了温升系数修正法的准确性。同时指出在具有准确的仿真模型条件下,热仿真模拟法也是一种有效的计算手段。对自然散热条件下控制器模块的高海拔热性能进行了详尽的研究分析,找到了评估高海拔温升特性的有效方法,也为风电产品在其他散热条件下的高海拔热性能研究提供了参考。

光伏发电系统高增益DC/DC变换器的研究

介绍了多种应用于光伏发电系统的前级DC/DC电路拓扑的优缺点,总结了DC/DC变换器应用于光伏发电系统中出现的新技术。提出了4种软开关高性能、高增益DC/DC非隔离及隔离型变换器的基本思想,以实现所有功率开关管的软开关。

基于Simulink的单相光伏并网逆变器仿真研究

针对光伏电池输出电压范围宽的特点,提出了一种准两级主电路拓扑的单相光伏并网逆变器方案,并建立了基于Simulink的,包括光伏电池模型在内的光伏发电系统仿真模型。仿真结果表明,系统采用的改进变步长扰动观察法,可有效减小最大功率点跟踪时的振荡;无差拍控制保证并网输送的电能质量高;有源频率漂移法能快速、有效地实现孤岛保护。仿真验证了所采用的光伏系统方案的可靠性和先进性,为试验样机开发提供了很好的仿真基础。

单相并网逆变器准比例谐振控制器的设计

针对光伏并网逆变器的比例积分(PI)控制器存在稳态误差,抗电网干扰能力差的问题,提出了一种准比例谐振(PR)控制策略,利用其在谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力同时设计了准PR控制器的参数。仿真结果验证了所设计的准PR控制器能实现系统电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力。

一种新型的太阳能逆变器并网控制方案

提出了一种新型的太阳能逆变器并网控制方案,即迭代学习控制方法。分析了迭代学习控制的基本原理;采用D型迭代学习控制来改善太阳能逆变器输出电流波形。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。

反激式光伏微型逆变器的研究

研究了一种基于反激式的光伏微型逆变器,对传统的功率解耦环节进行改进,引入双向DC/DC变换器为解耦电路,取代传统的电解电容,提高了光伏微型逆变器的寿命预期。该电路只包含两个小容值电容,可使用寿命较长的无极性电容替代大容值电解电容。最后,仿真试验验证了该解耦电路和控制方案的有效性和正确性。

基于无差拍控制的两级式单相光伏并网逆变器的研究

对单相高功率因数PWM整流器进行了建模,研究了数字化无差拍控制的算法。提出了一种无差拍电流控制策略,并将其用于两级式单相光伏并网逆变器的控制。仿真结果表明,该控制方法能使光伏发电系统实现最大功率输出,能准确、快速地跟踪电网电压,且功率因数接近1,因而可推广应用于光伏发电领域。

滑动频率偏移法在光伏并网逆变器孤岛检测中的应用

孤岛检测是光伏并网逆变器必备的功能之一。孤岛检测技术决定孤岛检测性能。介绍了一种简单且易于实现的孤岛检测方法——滑动频率偏移(SMS)法,并将该方法成功应用到一台100 kW光伏并网逆变器中。孤岛性能检测试验结果表明,SMS法能够快速、准确地检测孤岛状态的发生。

三相H7电压源型光伏并网逆变器共模电压抑制

针对典型三相非隔离型光伏并网逆变器(以下简称"典型逆变器")存在共模电压的问题,在分析了共模电压与开关状态之间关系的基础上,提出采用具有7开关的三相H7电压源型光伏并网逆变器(以下简称"H7逆变器")拓扑和5段式空间矢量脉冲宽度调制技术,通过控制零矢量来抑制共模电压,并阐述了调制策略的实现方法。应用MATLAB/Simulink和MATLAB/Powergui平台对典型逆变器和H7逆变器进行仿真对比,典型逆变器和H7逆变器的共模电流有效值分别为0.716 A和0.411 A,且前者的共模电压基波幅值大于后者的共模电压基波幅值,说明所提方法能有效抑制共模电压。

LCL滤波的双频并网逆变器控制策略研究

提出一种新型的采用LCL滤波器对双频并网逆变器输出电流进行滤波的控制策略。高频逆变器采用基于准比例谐振调节器和比例调节器的双闭环控制,改善系统进网电流的动态性能;低频逆变器采用滞环控制,快速跟踪高频逆变器电流,传递大部分功率。额定容量为50 kVA并网逆变器的仿真结果,验证了所提方案的有效性和实用性。

三相并网逆变器无差拍控制技术

研究了光伏并网逆变器的无差拍控制策略。建立了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流无差拍控制的三相并网逆变器离散数学模型。提出了在电网基波频率同步旋转坐标系下进行无差拍控制的方案,将三相交流电流分解变换成直流量,分别对有功电流和无功电流进行无差拍控制。该控制策略中包含最大功率点跟踪、直流稳压及交流电流控制。在Matlab/Simulink仿真环境下进行了系统的建模与仿真,验证了该方案的有效性。

一种并网逆变器损耗计算的新方法

提出了一种基于IGBT的两电平并网逆变器损耗计算的简化方法。该方法仅利用IGBT数据表所给数据,并不需要使用其他较复杂方法中内部参数的相关数据。利用Matlab/Simulink建立了比较准确、实用的逆变器中IGBT模块的通态损耗和开关损耗模型。该计算方法适用于包括滞环电流控制型逆变器在内的各种变换器和各种运行条件。通过仿真软件PSPICE与IGBT生产商所提供的仿真工具Semisel进行试验对比,结果证明了所提方案的正确性和可行性。

基于单片机的1kW多级型光伏逆变器的研究

研究了1 kW多级型光伏逆变电源。前级使用Buck电路来实现最大功率跟踪(MPPT);中间推挽电路采用SG3525来控制。针对传统的单电压控制的逆变电源在非线性负载时,输出波形畸变严重、谐波含量大的缺点,提出逆变部分电容电压、电容电流双闭环控制策略,利用单片机实现了数字PI控制。试验验证了多级型光伏逆变器的实用性。

大功率直驱风力发电机组并网变流器的研究

介绍了直驱同步风力发电机组并网变流器主电路的网侧滤波器的设计和计算、电机侧滤波器的设计和计算、制动单元设计和预充电电路的设计。最后,基于网侧和机侧的控制理论,利用Matlab对控制方法进行了仿真,并通过对1.5 MW直驱风力发电机组并网变流器样机的试验,证明了设计方法的可行性。

一种新型并网逆变器重复电流控制策略的研究

为实现并网逆变器输出电流对指令电流信号的无静差跟踪,介绍了一种新型重复控制器设计方法,采用改进型内模和插入式结构,以获取良好的稳定性和优异的动态响应速度,建立被控对象的模型。分析了新系统的稳定性条件和性能,介绍了重复控制器零相移低通滤波器设计方法。通过合理配置,提高了系统的稳定性,简化了补偿器设计。利用Matlab/Simulink软件对理论推导和分析进行了仿真验证。仿真结果表明,控制方式可降低并网电流谐波畸变率并兼具良好的动态和静态性能。

光伏并网逆变器人机接口单元的设计

人机接口单元的设计方案以微控制器为核心,通过带光电隔离的RS-485总线分别与并网逆变器的控制系统和上位计算机连接。设计了人机接口单元的硬件电路;用模块化方法设计人机接口单元的软件,重点讨论人机接口单元的通信协议设计。在一台并网逆变器上完成人机接口单元的运行试验。试验结果显示,所设计的人机接口单元工作可靠,实现了人机接口的功能,且不会对并网逆变器的并网发电运行造成影响,具有一定的工程实用价值。

一种新型双频并网逆变器控制策略的研究

从优化双频并网逆变器效率的角度出发,根据对双频并网逆变器损耗的分析,提出了一种新型控制策略,即低频部分采用移相调压控制,高频部分采用无差拍控制,并将该控制方式与传统的控制方式比较。理论分析和仿真试验验证了该新型控制策略能够大大提高双频并网逆变器的效率。

并网逆变器输出LCL滤波器的优化设计

并网逆变器PWM输出LCL滤波兼顾了低频段增益和高频衰减,参数不易选择。提出一种并联型有源电力滤波器中LCL滤波器的参数确定方法,在总电感设计的方案基础上,分析LCL滤波器的两个电感分配对滤波和控制性能的影响,提出了参数选择和优化的方法。仿真及试验验证了参数设计的可行性。