面向多运行模式的并网逆变器改进控制策略

为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求,设计了双重自适应系数,并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数,前者可提高系统动态特性并增强适用性,后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡,能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度,可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求,具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后,通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。

改进滑模观测器的电流源逆变器驱动PMSM无位置传感器控制

由于电流源逆变器(CSI)的叠流效应以及前级DC-DC控制的母线电流脉动较大,使得扩展反电动势中含有大量谐波,造成较大的位置误差。针对此问题,该文提出一种改进滑模观测器的电流源逆变器驱动永磁同步电机无传感器控制方法。首先,基于传统滑模观测器,设计复系数滤波器代替传统低通滤波器,实现了对估计反电动势的准确提取,同时也抑制了估计反电动势中的高频抖动和高次谐波。其次,将二阶广义积分器内嵌于锁相环中,用于消除位置误差信号中的低次谐波,提高位置观测准确度。最后,将估算的速度信息反馈回复系数滤波器,实现复系数滤波器的自适应性。实验结果表明,所提方法在不同工况下,能够有效提高估算的转子位置精度,验证了方法的可行性与有效性。

基于阻抗重塑的并网逆变器改进前馈控制策略

在弱电网下,电网电压前馈环节、数字控制延时等因素与电网阻抗发生耦合,大幅降低系统的稳定性。针对该问题,首先建立并网逆变器输出阻抗模型,分析了传统比例前馈控制方法的局限性。在此基础上提出一种基于阻抗重塑的并网逆变器改进前馈控制策略,在电压前馈通道中增加带通滤波器,分析改进系统的输出阻抗特性,该方法有效提升了系统的鲁棒性,同时在电压前馈通道中串联谐波控制器,可以进一步改善并网电流质量。最后,通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。

改进滑模控制双降压式逆变器的动力学特性

本文将改进指数趋近律滑模控制引入到双降压式逆变器中,并对其动力学特性进行研究。首先,基于系统的工作原理,建立了系统的离散数学模型;其次,结合多种数值仿真方法描述了随控制参数变化系统由稳定到不稳定状态的演变过程,并得到控制参数的稳定工作域;然后,利用分岔图研究了外部参数对系统稳定性的影响;最后,利用快变稳定性定理进行理论分析。本文研究为改进指数趋近律滑模控制双降压式逆变器的设计和调试提供一定的理论依据。

基于改进下垂控制的孤岛微网逆变器并联技术研究

逆变器并联系统在等效输出阻抗呈阻性条件下无法适用传统下垂控制方法,在对逆变器并联系统功率分配精度影响因素,以及传统下垂控制方法分析的基础上,提出了一种改进下垂控制方法。该方法首先利用虚拟复阻抗解决系统等效输出阻抗呈阻性条件下下垂控制的适用性问题,然后针对由此产生的电压跌落和频率偏差问题,提出了一种结合积分补偿器的功率二次函数项变下垂系数改进控制方法,并引入电压和频率微分调节器改善系统动态调节性能。最后通过仿真验证了该改进下垂控制方法在孤岛微网条件下的有效性和可靠性。

多微型逆变器微电网频率暂态稳定综合控制研究

研究多微型逆变器微电网频率暂态稳定综合控制,有效控制微电网频率暂态稳定性,提升控制准确性,缩短调节时间。通过励磁控制与功频控制构建虚拟同步发电机控制方法,实现负荷小扰动下微电网频率暂态稳定控制;利用改进下垂控制方法,实现负荷大扰动下微电网频率暂态稳定控制;通过设计同步电压控制器与双环控制器,完成虚拟同步发电机控制方法与改进下垂控制方法的自由切换,综合控制不同情况下微电网频率的暂态稳定。实验证明,所研究方法在不同负荷扰动下,可有效实现微电网频率暂态稳定控制;在切换离网模式与并网模式时,能够有效切换控制方法,准确控制微电网频率暂态稳定性,缩短调节时间。

LCL并网逆变器的自适应事件触发模型预测控制

LCL并网逆变器在采用基于事件触发机制的模型预测控制时,存在数控延迟及系统稳态性能易受运行工况变化影响等问题。为此,提出一种自适应事件触发的两步模型预测控制(adaptive event-triggered model predictive control with 2 steps,AET-MPC-2S)策略。首先,在模型预测控制环节中,该控制策略通过结合事件触发机制,筛选出合适的开关矢量进行两步预测;其次,AET-MPC引入自适应变量来监测系统的运行状态,对事件触发条件进行实时调节;最后,通过Matlab仿真和RT-LAB半实物平台进行验证。结果表明:AET-MPC-2S能够在实现延迟补偿的同时,减少两步预测的计算量,且不影响电流的跟踪效果,并能在运行工况发生变化后实时调节事件触发条件,使系统保持较好的稳态性能。论文研究可为降低LCL并网逆变器的开关频率以及改善系统的稳态性能提供参考。

单相H桥光伏逆变器的混沌控制

逆变器是强的非线性系统,它通常具有复杂动力学现象,例如跨临界分岔、倍周期分岔等,它会大大增加输出电流的谐波含量,降低变换器的效率,使其发生振荡乃至崩溃。目前大多数混沌控制存在建模困难、控制效果不明显、稳定性不强的缺点。针对此,提供了一种全新的混沌抑制方式,即改进余弦延时反馈控制(improved cosine delay feedback control, ICDFC)。该方式先使用被控对象的输出量和自身延时一个周期的差值作为反馈量,该反馈量再经过余弦函数环节和反馈控制参数之后得到控制信号,并将该控制信息以反馈形式直接作用到被控对象中。同时构建系统频闪映射模型并寻求系统的Jacobian矩阵和平衡点,最后基于朱里判据给出了反馈控制参数的限定条件。为说明所提出混沌控制方法的优越性,开展了大量的仿真模拟试验,并与指数延时反馈控制进行比较。结果表明,ICDFC能更有效地抑制逆变器的混沌行为,且大大增加了系统运行的稳定域。

微网逆变器并联运行的改进下垂控制策略

逆变器并联系统采用有功-电压频率(P-f)和无功-电压幅值(Q-U)下垂控制方法实现功率均分时,由于采用固定下垂参数,输出电压精度与功率均分效果之间存在矛盾;同时负荷发生剧烈突变时易造成输出电流振荡,从而影响系统的稳定运行。此外,为获得稳定准确的系统功率输出,功率计算环节须引入低通滤波器,低通滤波器的延迟特性将会对系统的动态性能产生影响。为此,提出了一种改进的逆变器自适应下垂控制方法,该方法在传统控制方法基础上分别引入功率与下垂系数的一次函数项和功率与时间的微分项,既实现了下垂系数随功率变化的自适应调节,又及时反映出功率的变化趋势,有效提高了系统的稳定运行性能和动态响应能力。实验结果验证了所提方法的有效性。

无交流电压传感器并网逆变器的控制策略及其改进

将基于虚拟磁链的直接功率控制策略用于并网逆变器的控制。详细推导了虚拟磁链与瞬时功率的表达式,在无需检测网侧交流电压的前提下即可获得并网功率的瞬时值,进而取消了交流电压传感器。通过对并网功率的有功和无功成分进行直接独立控制,省去了旋转坐标变换以及电流闭环控制等复杂算法。采用带有饱和限幅反馈环节的积分器代替不定积分器进行虚拟磁链观测,解决了因传统观测方法存在功率计算偏差而造成系统效率降低、动态响应性能较差等问题。对所提出的改进观测方法及基于改进虚拟磁链直接功率控制策略的并网逆变器进行仿真和实验,结果证明了所提方法的正确性和可行性。

三相LCL并网逆变器改进模型预测控制策略

为了解决传统三相LCL并网逆变器存在的谐振问题,同时避免控制策略中复杂的比例谐振(PR)调节器设计和脉宽调制(PWM)算法,提出一种有源阻尼及改进模型预测控制策略。根据LCL并网逆变器数学模型,引入电容电流反馈有源阻尼控制策略,有效抑制LCL滤波器的谐振效应。将传统并网逆变器预测模型中的并网电流预测控制改进为逆变器输出电压直接预测控制,在省去调节器及PWM环节的基础上进一步减少控制器运算量,同时对数字延时进行补偿,提高预测模型精度。最后,通过仿真及硬件平台实验验证了并网逆变器改进模型预测控制策略的正确性及可行性。

改进的并网逆变器模型预测控制方法

三相并网逆变器因具有高效率、高功率以及低成本等优点而备受关注,模型预测控制鲁棒性强、动态响应快,因此被广泛应用于并网逆变器的控制中。但传统预测控制存在开关状态切换不规律的缺点,将降低电流跟踪精度,产生输出脉动和电磁噪声。针对上述缺点,提出了一种基于开关状态选择和矢量作用时间的改进预测控制方法,将矢量作用时间作为一个维度参与控制,使电流的跟踪精度得到改善,并减少逆变器输出电流畸变和电磁噪声。仿真和实验结果验证了算法的可行性与有效性。

两相静止坐标系下并网逆变器改进重复控制方案

基于传统重复控制的并网逆变器控制技术虽然能够提高系统的控制性能,但抗电网频率波动能力弱,动态特性较差的问题却始终存在。针对此问题,提出一种基于两相静止α,β坐标系下的并网逆变器改进型重复控制方案。该方案以α,β坐标系下的LCL型并网逆变器作为研究对象,省去了d,q坐标变换与电流解耦计算,在简化模型设计的同时最大限度地降低了并网电流总谐波畸变率(THD);此外,对传统的重复控制进行优化改进,首先采用一个自适应内模取代传统重复控制内模,提高了重复控制的抗电网频率波动能力,并在此基础上加入比例积分(PI)控制,减少了系统动态响应时间,最后对控制系统的可行性进行了讨论。通过Matlab/Simulink和实验,验证了此方案不仅具有良好的动态控制性能,而且具有较好的抗电网频率波动能力。

多通道并联逆变器馈电永磁同步电机系统谐波性能改进及容错控制

研究了多通道并联逆变器馈电永磁同步电机系统的谐波性能改进方法以及逆变器发生故障并开路运行后的容错控制策略。提出了移相混沌空间向量脉宽调制(SVPWM)策略,通过各并联逆变器SVPWM采样时间的交错,消除了开关频率部分倍频处谐波。同时通过无规则变化开关频率,将所有开关频率倍频处谐波能量在频谱上平铺,进一步减小了谐波峰值。本文针对系统中逆变器故障情况,分别提出并比较了"正常通道直接补偿"、"正常通道不对称电流补偿"及"等额电流补偿"三种容错控制策略。论文通过实验对上述谐波性能改进方法及容错控制策略进行了验证。

基于改进遗传算法的高压直流输电系统逆变器定电压自抗扰控制器的设计

换流站中整流器和逆变器具有良好的控制性能是HVDC系统安全稳定运行的保证。自抗扰控制器(ADRC)对系统时变和不确定性干扰具有良好适应能力,但参数不易整定。本文将一种综合考虑控制器动态性能和被控对象输入受限的改进遗传算法应用到ADRC的参数整定中。将其应用到直流输电系统的逆变器控制器的设计中,仿真结果表明所设计的逆变器定电压自抗扰控制器具有良好的控制性能,对系统的外扰和模型参数的摄动具有良好的适应性。

低电压逆变器并联改进下垂控制技术

低电压逆变器并联系统在容量不等和线路阻抗不同的情况下,针对输出无功功率无法实现精确分配,并出现较大无功环流的问题,提出了一种改进的逆变器并联下垂控制方法。该方法中采用了线路压降补偿和电压反馈相结合来解决逆变器输出无功功率分配精确度低和系统环流较大的问题,在分析中综合考虑了无功功率分配精度和电压跌落的约束关系确定控制方法中的虚拟阻抗值。通过仿真和实验分析,该方法可以实现无功功率的精确分配,能有效抑制逆变器并联时引起的无功环流问题,同时加快了系统的动态响应速度,提高系统的稳定性和可靠性。

改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究

改进指数趋近律的滑模控制具有快速响应、鲁棒性强及自适应性强等特点,在H桥逆变器的控制中有广泛的应用前景。然而,滑模控制是一种非线性控制方式,必然表现出丰富的非线性动力学行为,系统的工作稳定性与电路及控制参数的选取有密切的关联。因此,以改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器为研究对象。分析该系统的工作过程,运用频闪映射理论推导系统的离散模型;采用分岔图观察在不同控制参数k_(1)和k_(2)的作用下系统非线性动力学行为的演化过程,并通过折叠图进行一一验证;利用快变稳定性定理对系统工作稳定性进行理论分析,研究的结论与分岔图及折叠图的分析完全一致;研究表明输入电压E、负载电阻R与电感L等外部电路参数的变化,对系统非线性动力学行为产生重要的影响。因此,研究结论为改进指数趋近律滑模控制H桥逆变器的研发、制造和调试提供可靠的理论依据,具有一定的理论意义和实际工程价值。

基于改进的无差拍控制方法在单相并网逆变器中的应用

为有效提高并网电流的质量,基于无差拍电流控制方法,提出了改进的无差拍控制方法,采用线性推导的方法得到更加精确的电感电流值,同时采用采样点可变的控制策略,有效地避免开关噪声,并进行了MATLAB/Simulink软件仿真验证。结果表明,改进的无差拍控制方法不仅能降低成本和简化电路,且具有更好的动态抗干扰能力和较好的稳态特性,对系统模型的依赖更少。

基于改进粒子群算法的并网逆变器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制研究

针对整数阶PID控制器参数选择受限致使并网逆变器系统性能欠佳的问题,文中提出了一种基于改进粒子群算法的并网逆变器分数阶控制策略。分析了分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的积分阶次λ、微分阶次μ对被控系统动态及稳态性能的影响;将分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器与电流双闭环、电网电压前馈控制相结合,提出一种基于分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的并网逆变器的电流控制策略,并与传统整数阶PID控制策略进行比较;详细分析分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的参数取值范围,并采用改进粒子群算法寻优参数。仿真结果表明,采用分数阶PI^(λ)D^(μ)控制,增强了控制系统的灵活性,降低了并网电流总谐波畸变率,改善了系统的动态性能,提高了系统的电网扰动抑制能力。

改进幂次趋近律滑模控制的H桥逆变器复杂动力学行为研究

以改进幂次趋近律滑模控制的H桥逆变器为例:首先,运用频闪映射理论建立数学离散模型;其次,采用频闪图和频谱图观察到系统工作在不同控制参数k_(1)和k_(2)作用下的非线性动力学行为;再次,运用快变稳定性定理对系统工作稳定性进行理论分析,研究的结论与频闪图及频谱图的分析完全一致;最后,研究发现输入电压E、负载电感L与电阻R等外部电路参数的变化,对系统的稳定性能有重要的影响。