单相储能型准Z源逆变器的建模与系统参数设计方法

单相储能型准Z源逆变器(ES-qZSI)不仅能够在单级系统中同时实现升压和逆变的功能,而且能够平抑光伏输入功率的波动,但其直流侧存在二倍频纹波,这极大地影响了其性能。为了将二倍频纹波限制在允许的范围内,需要对系统参数进行优化。首先,基于状态空间平均法求二阶导数建立了含储能支路的单相ES-qZSI的二倍频分量模型。然后,依据建立的模型分析了各系统参数值对二倍频纹波的影响。最后,提出了抑制二倍频纹波的系统参数设计方法。仿真和实验结果证实了模型的准确性和系统参数设计方法的有效性。

基于三矢量的储能型准Z源光伏逆变器模型预测电流控制

本工作针对传统模型预测电流控制存在电流脉动较大而导致电流控制精度较低的问题,提出一种应用于储能型准Z源逆变器(energy-storage quasi-Z source inverter,ES-qZSI)的三矢量模型预测电流控制。首先以d、q轴电流为控制变量,根据最近三矢量原则构造6个虚拟电压矢量,以便逆变器输出电压矢量范围可以覆盖任意方向和幅值,提高了系统的电流控制精度。然后利用d、q轴最小电流误差原则计算各离散电压矢量的作用时间,最后经6次电流预测,得到作用于逆变器的最优电压矢量。仿真结果显示,与传统模型预测控制方法相比,该方法的电流畸变率降低了2.92%,电流脉动更小,逆变器的输出性能更优越。

基于无源性理论的光伏储能型准Z源并网逆变器控制方法研究

储能型准Z源逆变器(qZSI)在光伏发电中具有突出优势,有助于减少光伏发电系统中的功率波动。为解决比例微分(PI)控制响应速度慢、超调量大、控制参数多且不易确定等问题,提出储能型qZSI的非线性无源控制方法。首先,对储能型qZSI无源控制系统进行无源性和稳定性证明;然后,依据储能型准Z源的E-L模型,设计无源控制器;最后,通过Matlab/Simulink验证了在光伏光照变化及网侧功率变化时,采用无源控制方法的优越性。与PI控制器对比,设计的无源控制器响应速度更快、控制参数更少,实现了对系统的鲁棒性控制,获得了更好的动态性能。

基于储能型准Z源光伏并网逆变器的改进型自适应粒子群最大功率点跟踪算法研究

在解决光伏电池阵列在局部阴影条件下的多峰寻优问题中,传统的粒子群(PSO)最大功率点跟踪(MPPT)算法存在稳定性差、振荡严重、跟踪速度慢等缺点。针对上述缺点,结合准Z源逆变器的优点并在准Z源阻抗网络电容上并联储能单元,提出了一种基于储能型准Z源光伏并网逆变器的改进型自适应粒子群最大功率点跟踪算法。该算法不再依赖迭代次数,而是直接采用个体最优功率和全局最优功率更新惯性权重和学习因子并引入电压窗口限制,有效地提高了跟踪速度和减小了功率振荡。仿真结果验证了该优化算法在储能型准Z源光伏并网逆变器应用中具有较好的多峰值光伏曲线全局最大功率点跟踪能力,提高了光伏阵列的发电效率,具有较好的可行性。