三相Boost并网逆变器的离散时间预测控制

三相Boost并网逆变器工作在直流输入电压小于电网电压峰值的场合,具有输入电压调节范围宽的优良特性,适合用于燃料电池、光电池等可再生能源系统的单级并网发电。提出一种三相Boost并网逆变器网侧电流的离散时间预测控制。该方法在每一个采样周期内,利用逆变器输出电流的离散时间模型和逆变器产生的7种电流空间矢量,预测逆变器下一个采样周期的网侧电流,并以该电流与理想网侧电流的误差最小作为优选指标,确定下一个采样周期的开关信号。该方法不需要传统Boost逆变器控制中的任何调制策略,方法简单,实现容易。实验结果表明,采用离散时间预测控制的三相Boost逆变器并网系统具有优良的并网性能。

三相并网逆变器有源阻尼控制策略研究

LCL滤波器因其成本低、高次谐波衰减能力强,适用于大功率的三相并网逆变器,在各类新能源发电场合中应用广泛。LCL滤波器存在谐振问题,导致系统稳定性降低。通过建立LCL滤波器的传递函数分析LCL滤波器对系统的影响,并提出了通过电容电流前馈模拟虚拟阻抗的方法增加系统的阻尼,抑制LCL滤波器的谐振峰值,提高系统的稳定性。最后通过在Matlab/simulink中搭建仿真模型,验证算法的可行性。仿真结果表明:通过增加电容电流前馈环节的有源阻尼法可增加系统的稳定性,且不额外增加系统的损耗,三相并网逆变器的输出并网电流谐波含量低。

三相四线制并网逆变器导纳建模研究

为了提高三相四线制电容分裂式并网逆变器控制性能,需要构建其准确的数学模型。以电容分裂式三相四线制逆变器为研究对象,通过搭建逆变器小信号模型,构建系统模型从扰动电压到电流响应的传递函数矩阵,据此推导了电容分裂式三相四线制逆变器导纳模型,并探讨了其控制原理。在此基础之上,针对电容分裂式三相四线制逆变器导纳模型进行了仿真研究,仿真结果与理论分析一致,验证了所构建的数学模型是正确可行的。

三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制

三相并网逆变器传统模型预测控制存在开关频率不固定和输出电流谐波含量较高的问题,给并网逆变器输出滤波器的设计带来了一定困难,并且影响并网逆变器的运行效率。为此,提出一种三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制算法,在每个控制周期采用3个电压矢量,通过αβ轴电流无差拍控制来确定每个电压矢量的作用时间,以电流跟踪误差最小选择最优电压矢量组合,再经过离散化PWM0 DPWM0(discontinuous pulse width modulation zero)调制得到开关信号,实现输出电流定频控制且谐波含量降低。仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。

无交流侧电压传感器的并网逆变器控制技术研究

传统的三相并网逆变器需要安装交流侧电压传感器,增加并网逆变器成本的同时影响了可靠性。本文研究了一种基于二阶广义积分器的电网电压观测器,并结合了基于电容电流反馈有源阻尼的准比例谐振控制算法,实现了并网电流的精准控制。仿真结果证明这种控制方法的有效性。

三相LCL型并网逆变器双电流环控制器设计

并网逆变器在当前电网中具有举足轻重的地位。本文针对三相LCL型并网逆变器进行了研究,建立了其数学模型,给出了其双电流环控制器的设计方法,并针对于常规双电流环控制稳定裕量低的弊端,提出了一种改进型双电流环控制策略。最后,进行了仿真验证,分析表明,在较为理想的模型下,两种双电流环控制策略均具备较为优秀的控制效果,但在非理想模型下,所提改进型控制策略具备更大的稳定裕量,更适合在实际数字控制系统中应用。

新颖的三相Boost型光伏并网逆变器

提出一种新颖的三相Boost型光伏并网逆变器,并对其拓扑、双环改进型分区SPWM控制策略、低频模态、储能开关关断电压尖峰抑制、高频开关过程、光伏电池最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)、关键电路参数设计准则等进行了深入的分析研究,获得了重要结论。其拓扑是由输入滤波电容、中心抽头储能电感、三相逆变桥、三相输出滤波器级联构成,且在储能电感中心抽头与输入源负端间接有储能开关;其控制策略是对三相电网电压进行60°分区,以确保每个开关周期均满足Boost型变换器的工作机理。设计并研制了3kW 96VDC/380V 50Hz 3φAC逆变器,实验结果表明,这类逆变器具有升压比大、功率密度高、变换效率高、储能电感和输出滤波器小、并网电流质量高等优良性能,在单级三相低压并网逆变场合具有重要应用前景。

三相并网逆变器模型预测控制研究

三相并网逆变器是连接新能源系统与电网之间的重要环节,针对传统电压电流双闭环并网控制中由于比例积分(ProportionlIntegral,PI)调节器饱和造成的稳态性能较差和控制精度不足的问题,采用模型预测控制器代替传统的PI控制器,提出一种三相并网逆变器的模型预测控制策略。建立三相逆变器在两相静止坐标系下的数学模型,分析模型预测的控制过程并对目标函数进行优化,增加逆变器的限流环节。建立离散动态电流方程,对下一时刻的电流值进行预测,根据目标函数最小原则选择最优的空间电压矢量,将其对应的开关状态作用于逆变器实现并网控制。利用MATLAB/Simulink进行仿真分析,验证了模型预测控制策略的可行性,该控制策略提高了并网过程的稳态性能,有效减小了并网电流的谐波畸变。

不平衡电网电压下三相并网逆变器的控制策略分析

针对不平衡电网电压并网成功率低,逆变器控制能力不足的问题,对不平衡电力数据进行整定,通过设计径向基函数(RBF)自适应控制网络完成电力设备在三相不平衡环境下的配合调节,由PI调节器完成参数调节,进而增加并网成功率;采用模型预测控制(MPC)算法对三相异常数据进行排查,通过对比两种不同环境下并网关系推算最佳并网策略,实现电力设备的安全并网。试验表明,采用的KLH系列逆变器,容量为2 KVA/220 V,用这种方式并网产生的不平衡电压变化为85.8 V,并网成功率为95.2%。

面向串联补偿三相并网逆变器的模拟阻抗控制策略

串联补偿是一种提高可再生能源发电站长距离输电能力的常见方案,然而并网逆变器和串联补偿电力线之间的相互作用会带来振荡问题,威胁电力系统的安全运行。为此提出一种无锁相环的扩展模拟阻抗控制策略,在弱电网和高串补度电网中稳定系统。此外,还通过稳定性分析验证该方法的有效性;进行特征值分析,以指导参数设计。最后,通过模拟和实验结果验证了理论分析和所提控制策略的有效性。

基于物联网的逆变器三相平衡并网控制策略的分析

现阶段新能源发电的模式并不成熟,在稳定性方面存在一定欠缺,因此,本文从探究新能源并网发电稳定性提升举措的角度出发,研究逆变器的三相平衡并网控制策略,初步确定了控制策略中的主要设计模块及参数。完成初步设计后,模拟测试该模型,测试结果表明,基于物联网的逆变器三相平衡并网控制策略在理论上较为可行,有望进一步推广至实践层面。

基于光伏发电系统的三相并网逆变器设计

电力系统的并网逆变器是实现分布式电源的重要装置。三相光伏并网逆变器使用的 Matlab建模,双逆变器采用的控制策略主要是从控制:主逆变器对交流母线电压和频率进行控制,确保系统输出电压和频率在允许范围之内,而从逆变器负责对电流进行控制。主逆变电源采用恒频恒压的闭环控制方式,从动电源采用 PQ控制方式。在此基础上,通过设定不同负荷转换条件,观测逆变器输出电压、电流、频率等参数的变化,并对其稳定性进行检验。

基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计

分析了三相光伏并网逆变器的电路拓扑和系统的控制结构,在此基础上提出了同步旋转坐标系下基于PI控制的电流控制器设计方案。在MATLAB/SIMULINK环境下进行了系统建模与仿真,并构建了实验样机进行实验研究。仿真和实验结果验证了所提出控制方案的正确性,即采用PI控制可以提高系统的动态性能,实现对指令进行无静差跟踪。

弱电网下锁相环对三相LCL型并网逆变器小扰动建模影响及稳定性分析

在弱电网中,由于锁相环（phase locked loop,PLL）的PI控制器的动态性能,三相LCL型并网逆变器在小扰动情况下控制dq坐标系和系统dq坐标系不再重合,给系统建模与稳定性分析带来困难。为此,提出一种基于导纳模型的三相LCL型并网逆变器小扰动建模方法。首先,通过旋转矩阵,将系统dq坐标系下参数变换到控制dq坐标系,建立双dq坐标系之间的交互关系,解决了考虑PLL影响的三相LCL型并网逆变器建模难题。其次,深入研究并网逆变器的输出导纳特性。然后,分析PLL、电网阻抗和LCL滤波器参数在系统dq坐标系下对系统稳定性的影响。随着PLL带宽和电网阻抗的增大,系统由稳定变为不稳定。当系统处于稳态时,有源阻尼系数越大,系统的相角裕度越大,表明系统稳定性提高。逆变器侧电感的变化,对系统稳定性的影响很小。滤波电容和网侧电感的增大,导致系统的相角裕度减小,系统稳定性降低。最后,仿真和实验验证了理论分析的正确性。

三相并网逆变器比例复数积分电流控制技术

传统PI控制无法消除并网交流电流稳态误差,但关于稳态误差存在的根本原因相关文献描述较少。为揭示其本质,首先建立并网电流控制模型,然后通过叠加定理和频域分析得出结论:并网交流电流零稳态误差控制条件为:系统控制器在并网电流频率处具有无穷大增益,而PI控制不具有该特性。在该结论基础上,提出一种可消除并网交流电流稳态误差的比例复数积分(proportional complex integral,PCI)控制,给出一套控制器参数整定方法,并采用TMS320F2812 DSP实现系统的数字化控制。在理论分析的基础上进行仿真和实验研究,通过与PI控制对比验证PCI控制的有效性。

三相并网逆变器直接功率控制和直接功率预测控制的对比

根据三相并网逆变器的动态数学模型,详细推导和分析并网逆变器各电压矢量对有功功率变化和无功功率变化的影响。根据有功功率变化与无功功率变化的曲线去选择最佳的电压矢量,使三相并网逆变器输出的有功功率和无功功率脉动较小。在此基础上,提了一种基于新开关表的直接功率控制。同时,采用一种新的直接功率预测控制,该控制策略与空间矢量脉宽调制相结合,实现有功功率和无功功率的解耦控制与功率因数任意可调。最后对直接功率控制和直接功率预测控制进行对比实验。实验表明了方案的可行性和正确性。

兼顾有源滤波的三相四开关光伏并网逆变器

为提升光伏并网逆变设备的利用率和并网电能质量主动补偿能力、减少装置成本,结合有源滤波技术和光伏并网技术,提出了一种三相四开关并网逆变方案。该方案依据实际光伏发电情况和电网谐波污染程度,设计了可工作在并网发电模式、有源滤波模式以及兼容模式下的三相四开关并网逆变器,并推导得到各模式下其指令电流的计算方法;并利用电流直接跟踪技术,有效地实现各模式间的自适应切换;针对方案中三相四开关拓扑的直流中点电位偏移问题,给出了直流母线电容电压差值前馈的补偿方法。实验结果表明,在准确跟踪接入点电网变化的条件下,该方案可有效抑制因电容参数差异及内部交流负载电流变化引起的输出不平衡现象;而所提出的基于周期积分的单相软件锁相方法以周期累加的方法取代2次谐波低通滤波,实现了对电网变化的准确跟踪。

三相光伏并网逆变器输出电流波形控制技术研究

分析了影响并网逆变器输出电流波形质量的主要因素,建立了含变压器的三相并网逆变器输出电流的数学模型。在此基础上提出同步旋转坐标系下谐波扰动重复控制与基波电流PI(比例积分)控制相结合的三相并网逆变器系统控制方案。实验证明该方案能够有效抑制逆变器输出电流的谐波扰动、改善电流波形质量。

三相并网逆变器脱网运行电压控制技术

IEEE Std.1547规定并网逆变器需要具备孤岛运行的能力以维持负载电压稳定。分析了比例积分控制、比例谐振控制和比例复数积分控制3种线性电压控制策略从系统跟随特性、抗扰特性以及系统主导极点分布对3种电压控制方案的稳态特性和动态特性进行了对比,并在Matlab/Simulink中进行了仿真研究。最后在TMS320F2812数字信号处理器数字化控制平台上验证了理论分析的正确性。

基于空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦控制研究

提出一种基于电网线电压空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦方法,将复平面分为6个扇区,在每个扇区内实现两相开关解耦,分别控制相应的输出线电流,实现电流跟踪,改善并网电流波形。最后,利用MATLAB建立三相光伏并网逆变器双环系统仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性。