两级单相光伏并网系统积分滑模控制

针对典型的两级单相光伏并网系统,为了提高其抗干扰能力,提出了一种基于自适应指数趋近律的积分滑模控制策略,以实现光伏最大功率追踪和并网电流控制。首先,针对前级DC/DC变换器,采用基于扰动观察法的积分滑模控制,使光伏输出电压跟踪其参考电压,从而实现光伏最大功率追踪;其次,针对后级DC/AC变换器,采用基于双环控制的积分滑模控制,不仅保证了直流母线电压恒定,而且确保了并网电流准确、快速地跟踪并网电流参考值。仿真结果表明:所设计的积分滑模控制不仅使光伏并网系统具有良好的动态和稳态性能,而且增强了系统的鲁棒性,降低了系统抖振。

新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统的研究与应用

为了使两级式单相光伏并网逆变器在具备漏电流抑制能力的同时具有较高的转换效率,提出了一种新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统。该系统采用前级为ZVS Boost升压电路,后级为H6逆变拓扑的结构。分析了它们各自的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。最后,搭建了所提出的两级式单相光伏并网逆变系统的实验平台,对理论分析进行了实验验证,结果表明所设计的光伏并网逆变器不但具有较高的入网波形质量,而且有很高的转换效率,其最高效率可以达到97.26%。

基于双阶广义积分的单相光伏并网逆变器灵活功率控制

针对单相光伏并网逆变器的特点,提出一种在静止坐标系下单相光伏并网逆变器的灵活功率控制方法。通过双阶广义积分算法得到与电网电压同相以及滞后电网电压90°的2个正交电网电压。在静止两相坐标系下通过比例准谐振控制实现对给定电流的快速跟踪。实验结果表明:该控制方法可实现有功功率和无功功率的解耦控制,系统具有良好的静态、动态性能。

不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择

本文分析了全桥式不可调度式单相光伏并网装置的主功率器件的单极性切换模式中的电流及能量流向规律,并据此提出了太阳电池两端平波电容的容量选择原则。

单相光伏并网逆变器电参数检测系统研究

准确检测光伏并网逆变器电参数,既可提高逆变器的控制速度和精度,又可在过流、过压、欠压等情况下迅速关断开关管,保护逆变器并提高其安全性。文章根据光伏并网逆变器对电参数的检测要求,以DSP芯片TMS320F2808为核心,由线性光耦HCNR201、霍尔电流电压传感器等器件构成检测电路、保护电路,设计了单相光伏并网逆变器电参数检测系统,并在1.5 kW高频隔离型光伏并网逆变器上应用。试验结果验证了该检测系统的可行性和可靠性。

基于STM32的单相光伏并网发电系统

提出了一种基于STM32的单相光伏并网发电系统的设计方案。首先建立了基于电导增量法的最大功率点跟踪和基于主动频率偏移法的孤岛效应检测数学仿真模型,然后以STM32为核心处理器,采用锁相环技术与电网电压前馈补偿的复合控制策略,结合BUCK充电控制电路、交错反激变换电路、全桥逆变电路、信号适配电路和信号检测电路,实现了样机设计。测试结果表明:样机运行稳定、可靠,谐波含量THD和孤岛检测耗时均在相关标准要求范围内。

单相光伏并网逆变器迭代比例积分电流控制方法

光伏并网逆变器是光伏发电并网系统中的核心组成器件,逆变器的控制方法决定其输出电能质量。提出了迭代比例积分的并网逆变器电流控制方法,该方法采用时间乘绝对误差积分准则作为目标函数,并推导出并网逆变器输出电流的迭代比例积分表达式及传递函数。通过实时设定控制器的最佳比例积分参数来提高逆变器的控制精度和速度,从而改善输出电流质量。仿真和实验结果表明,该方法计算简单,具有较高的工程实用价值。

单相光伏并网发电系统功率解耦的优化设计

作为非线性直流电源,光伏阵列的理想运行状态是在最大功率点上输出稳定的直流功率,而单相并网发电系统的并网功率含有2倍于电网频率的交流量。针对单相光伏并网发电系统这种输入与输出特性的差异,综合研究了并网功率脉动对最大功率点跟踪特性、逆变器转换效率及并网电能质量的影响,通过理论分析、仿真计算和实验验证,比较不同电路拓扑的特性,提出了解耦电容的优化设计准则,提高了系统的运行效率,实现了产品设计的规范化。

单相光伏并网控制的研究

以DSP为控制平台设计单相光伏并网系统,在改进型单纯型加速法的基础上设计新型光伏阵列最大跟踪控制优化算法,跟踪光伏阵列最大输出功率点,使负载获得最大功率。在线调节步长改变电压收敛速度,设计锁相控制电路,自动同步跟踪电网频率和相位。测试数据表明,结合优化技术的变步长MPPT(Maximum Power Point Tracking)算法能快速准确跟踪最大功率点,系统波动小稳定性高,逆变器电流和电网电压同频同相,有效提高系统逆变效率及可靠性。

单相光伏并网逆变系统基于球形译码多步模型预测控制的研究

随着全球化石能源短缺,光伏发电凭借其储量巨大、清洁环保和分布广泛的特点,越来越受到人们的重视。本文针对单相屋顶光伏发电并网系统,提出了一种基于球形译码多步模型预测控制策略。这种控制策略可以解决电网电压前馈PI控制策略存在无法消除的电流静差和动态性能差,以及传统模型预测控制策略网侧电流稳态误差较大的问题。通过比较该控制策略和电网电压前馈PI控制以及传统模型预测控制策略的仿真结果,基于球形译码多步模型预测在单相光伏逆变器中能够获得更低的电网电流稳态误差,提高了系统的抗干扰能力。

单相光伏并网逆变器直流注入问题的成因和抑制

随着非隔离型光伏并网逆变器的广泛应用,直流注入问题也日益受到重视,IEEE Std 929-2000规定直流注入必须小于系统额定电流的0.5%。将直流注入产生的原因分为两种类型:测量器件输入失调导致的平移型直流注入和测量器件的非线性造成的非线性直流注入,并分别提出了应对方法。针对平移型的直流注入问题,提出了通过一个直流分量积分补偿环节来抑制逆变器控制算法中偏移型直流分量,该直流抑制算法无需增加外围硬件电路,且只占用很少的控制芯片资源。针对非线性直流注入问题,做出了定量分析,为测量元器件非线性度指标的选择提供了的参考价值。最后将上述直流抑制算法应用于无差拍并网控制中,并在Matlab/Simulink进行了仿真分析,结果验证了理论分析和算法的正确性。

无大容量电解电容式单相光伏并网系统

提出一种基于功率向量补偿的控制方法。结合直流母线电压外环、电网电流和补偿电感电流内环的控制结构,在普通单相光伏并网系统拓扑基础上增加一对开关管与一个补偿电感,使补偿电感上的二倍频功率向量与原有的直流母线上二倍频功率向量大小相等、方向相反,减小直流母线二倍频功率波动,直流侧可以用小容量的薄膜电容代替大容量电解电容。仿真结果表明使用该方法能显著减小直流侧电容值。

一种新型低共模电流单相光伏并网逆变器

为满足非隔离光伏并网发电系统对共模电流的要求,提出一种四开关+二极管逆变器拓扑结构。详细分析该拓扑的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。搭建了3 k W单相光伏并网逆变器的试验平台,对理论分析进行了试验验证。试验结果表明,所设计的光伏并网逆变器不但具有低共模电流,而且具有较高的入网波形质量。

电压扰动下单相光伏并网系统建模和逆变输出分析

为了研究电压扰动现象对光伏发电系统逆变输出电能质量的影响,文中提出了在光伏系统中直流侧电压扰动的定义,并基于状态空间平均法建立了单相电压型脉宽调制(PWM)逆变器的数学模型,在Matlab/Simulink环境下进行了直流侧电压扰动仿真测试。仿真结果表明:在考虑电压扰动这一因素的情况下,系统输出电压总谐波失真和输出电流总谐波失真最大值分别为4.52%和2.15%,并通过曲线拟合得出谐波失真与电压扰动的数学关系式,可为寻求有效的波形控制策略提供仿真实验依据和数据支撑。

单相光伏并网逆变器的研制

随着当前我国的科学技术进步,一些先进的技术已经在生活当中得到了实际应用,在电力行业的发展中,与之相关的电力设备和技术在作用的发挥上也愈来愈大。逆变器是光伏阵列以及电网接口的比较重要的设备,其自身的心梗对整个光伏发电系统性能起着决定性作用,故此,本文主要就光伏并网系统结构以及单相并网逆变器并网控制方法加以阐述,然后对系统总体设计方法及单相光伏并网逆变器控制策略加以探究。

单相光伏并网逆变器的研究

随着世界经济的高速发展,人类对于能源的消耗和需求也日益增多,环境和能源的双重危机迫使人类寻找新的能源利用方式。光伏发电因其能量来源永不枯竭、清洁无污染的优势,成为了当今研究热点之一,而单相光伏并网发电系统是光伏发电的重要形式之一。本文以单相光伏并网逆变器为研究对象,采用基于电网电压前馈的电压电流双环控制策略。最后在Simulink中建立了单相光伏并网逆变器的仿真模型,验证了本文所提的控制策略。

非隔离型H6桥单相光伏逆变器无功补偿调制及并网电流波形改善控制

为满足新的并网标准对单相光伏并网逆变器无功补偿功能的要求,针对非隔离型H6桥单相光伏逆变器,该文提出一种具有无功补偿功能的分段调制策略。分析与讨论了H6桥单相拓扑输出无功功率时,在输出电压过零点及电流过零点,并网电流产生畸变的原因。采用比例–积分–谐振(proportion integration resonance,PIR)控制器来抑制并网电流的直流分量。并通过构造PIR全程滑模面,推导并网电流滑模控制律,平滑了H6桥在两种调制模式的过渡过程,改善了并网电流的波形控制。最后,搭建了5 k V?A单相光伏并网逆变器的实验系统,并通过对实验结果的分析,验证了理论分析的正确性以及所提调制方法与控制方案的有效性。

基于自适应粒子群算法的光伏单相并网容量规划方法

在开展光伏单相并网容量规划阶段,由于需要兼顾的参数相对较多,导致规划后发电机的无功输出相对较高,为此,提出基于自适应粒子群算法的光伏单相并网容量规划方法。从运营经济性和电压安全稳定性的角度出发,将有功功率损耗最小化作为目标函数,并以光伏单相并网的输出能够满足用户的用电负荷需求作为前提条件,在以目标函数为基础开展并网容量规划时,引入了粒子群算法,将目标函数中的状态变量和控制变量作为粒子的位置矢量参数,当连续两次的粒子群寻优结果对应目标函数差值小于等于自适应校正参数时,则结束寻优,并将此时对应粒子的位置作为最终的规划结果。在测试结果中,设计方法对应的发电机的无功输出明显低于对照组。

单输入单相SPWM调制的光伏并网发电系统控制规律的研究

根据单相全桥主电路工作原理,指出了由全桥电路构成的变换器是一个能量可双向流动的变换器,提出了SPWM调制光伏并网发电系统。为了防止直流侧电压失控,应采用电网电压前馈控制。根据系统的控制框图, 分析了系统的稳定性和控制器参数的整定以及单输入系统的跟踪误差,并给出了解决方法。

浅论单相双级式光伏并网逆变器

单相双级式光伏并网系统就是用直流电和可变电阻来模拟太阳能电池的输出特性曲线,根据其工作原理来分析理论上的可行性,并进一步提出改进的变步长占空比扰动法,这样能有效提高快速性还有高效性。逆变器是以DSP为核心的并网策略,设计有并网逆变器电压、电流双闭环控制系统。双环中的外环是直流电来控制的,直流输入更加稳定。而内环则是并网电流控制的,输出电流与电网电压频率相同,相位也相同。现在还有一种有效跟踪锁相精度的软硬件组合的改进方法。而根据实验的结果,能发现并网逆变器可以最大功率进行点跟踪,还可以使输出电流的精确跟踪电网电压。