准Z源级联多电平光伏并网逆变器3次谐波补偿策略

光伏组件遮挡、老化等问题会使单相准Z源级联多电平逆变器单元间功率不平衡,严重时功率较大的单元会过调制,导致并网电流畸变甚至影响系统稳定。针对此问题,对单相准Z源级联多电平逆变器进行模型分析,阐述了过调制机理和最优3次谐波注入原理。在此基础上,提出一种优化的3次谐波补偿控制策略。该方法不仅能保证系统最大功率输出和单元间直流母线电压平衡,而且能根据拟合曲线选择出最优的3次谐波补偿系数,扩大逆变器运行范围,确保严重功率不平衡时所有单元都不过调制,抑制并网电流畸变效果明显。仿真和实验结果均验证了所提控制策略的有效性。

基于MSOGI的APF特定次谐波补偿研究

电能质量对于新能源的开发和利用至关重要,而在有源电力滤波器中,谐波的提取是抑制谐波的先决条件。多重二阶广义积分器可以独立提取特定谐波成分,通过利用谐振频率的无限增益特性来生成APF的谐波指令,这种方法具有灵活性和可调性,适用于那些具有有限功率或抑制能力的APF情况。最后利用MATLAN/Simulink建立APF的补偿系统,进行了一系列实验,包括MSOGI的谐波提取对比实验和特定次谐波补偿实验,验证了其谐波提取算法的可行性和卓越性能。

一种优化的单相级联H桥逆变器三次谐波补偿策略

三次谐波补偿策略(thirdharmoniccompensation strategy,THCS)可有效解决级联H桥光伏并网逆变器功率不平衡问题。相比于其他方法,三次谐波补偿策略不会降低系统发电量和功率因数,且直流侧电压波动较小,但已提出的三次谐波补偿策略在消除并网电流三次谐波方面存在一些问题,并不能做到有效消除。该文提出一种改进的单相级联H桥三次谐波补偿策略,其通过闭环控制来消除并网电流中的三次谐波,抑制效果较现有三次谐波补偿策略有很大提升。仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。

基于特征次谐波补偿的单相统一电能质量调节器并联变换器控制策略

单相统一电能质量调节器(UPQC)并联侧和串联侧变换器之间存在脉动的功率差,脉动的功率在直流电容上产生低频电压纹波并影响变换器的补偿效果。该文分析单相UPQC中并联侧变换器直流母线低频纹波产生的原因以及对补偿效果的影响。为了抑制对补偿电流的影响,在电压外环加入陷波器减少电压纹波产生谐波参考电流,在电流内环引入网侧电流特征次谐波补偿,进一步抑制电压纹波对调制信号的影响。仿真和实验验证了对低频纹波分析的正确性,以及所提控制策略抑制直流纹波影响的可行性和有效性。

一种基于同步旋转坐标系的指定次谐波补偿控制

针对传统有源电力滤波器补偿控制中控制装置带宽有限、难以实现无静差跟踪的问题.采用同步旋转坐标变换的方式对单次谐波进行分离,通过补偿控制器固有延时以及改善电流内环跟踪控制的手段,实现一种基于同步旋转坐标系的指定次谐波补偿控制策略.理论分析和仿真实验结果证实本控制策略能够显著地对指定次谐波进行补偿,并且能够对工况的改变及时做出反应,具有较好的动态响应特性.

三相三线制并联有源电力滤波器对次谐波补偿作用研究

针对传统滤波器存在补偿性能差、瞬态容量低等特点,研究多台滤波器并联的补偿补偿方式。将三台滤波器并联起来,通过设置CAN总线实现各装置的监控和数据传输,根据传输过程中电流数据与指令信号电流进行比较,最终进行三联有源电力滤波器控制策略进行优化,控制有源电力滤波器一侧通过压力变化的方式,最终实现DSP芯片控制。实验结果表明:设计的有源电力滤波器控制方法电流不平衡度低、所需调节时间少,仿真结果表明三相三线制并联控制方法的动态性能更好。

基于滑模控制器的指定次谐波补偿方法

随着工业现场大量非线性负载的应用,电网电流波形畸变日益严重,提出了一种基于滑模控制器的有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)指定次谐波补偿方法。该方法首先利用坐标变换计算APF的参考电流,并通过将状态预测观测器引入到离散滑模控制器中,实现对系统状态参数的超前一拍预测,降低系统延时的影响。通过实验验证了该方法的正确性和有效性。

基于次谐波补偿的有源电力滤波器控制方法

传统有源电力滤波器控制方法控制多台滤波器时补偿容量低、动态性能差,为此提出基于次谐波补偿的有源电力滤波器控制方法。将多台有源电力滤波器并联在一起,设置各自的控制电路和次谐波检测装置,通过CAN总线实现各个装置的监控和数据传输,根据传输的电流数据与指令信号电流作比较,提出有源电力滤波器的控制策略,在控制策略的支持下,控制有源电力滤波器直流侧电压,在保证电压稳定的情况下,在DSP芯片上执行控制命令,达到控制有源电力滤波器的目的。实验结果表明:设计的有源电力滤波器控制方法电流不平衡度低、所需调节时间少,该控制方法的动态性能更好。

单相统一电能质量调节器二次纹波补偿及抑制策略

在单相半桥非隔离统一电能质量调节器(UPQC)中,交、直流间瞬时功率不平衡导致直流侧出现二次电压纹波,影响电能质量的补偿效果。该文分别在UPQC并网、离网两种模式下提出二次纹波的补偿及抑制策略。首先,分析UPQC在并网运行条件下直流二次纹波的产生机理及其对电能质量补偿的影响,并提出分别在并、串联侧变换器加入陷波器及特征次谐波控制,以降低网侧电流及串联侧电压谐波。其次,在UPQC离网运行时,为有效抑制直流电压二次纹波,提出一种利用UPQC闲置的串联侧变换器与复用的直流分裂电容构建半桥有源功率解耦电路的方法,控制难度低且无需额外增加解耦电路元件。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的可行性。在并网模式中,所提策略减少了74%的电流谐波及42%的电压谐波;在离网模式中,所提策略减少了66.7%直流电压二次纹波。同时,该文所提出的二次纹波的补偿及抑制策略,可优化直流电容参数设计,并进一步减小UPQC体积。

交流型微网指定次电压谐波主动补偿策略

微电网中电力电子变换器,以及局部非线性负荷的普遍存在,使得谐波污染已经成为影响微电网电能质量的重要因素。根据分布式电源接口逆变器,提出了一种基于两相静止αβ坐标系的微电网孤岛运行下的电压谐波补偿控制策略,有效地降低了微电网电压谐波畸变率。考虑到分布式电源的有功输出,采用了指定次谐波补偿控制策略,节省分布式电源用于补偿的功率,实现了微电网电能质量柔性控制;最后,在MATLAB/SIMULINK中对所提控制策略进行了验证。

单相CHB光伏并网逆变系统谐波补偿策略研究

受部分遮挡、自身损坏等因素的影响,单相级联H桥光伏并网逆变系统的H桥模块间传输功率不平衡,导致传输功率高的H桥模块易发生过调制,造成并网电流的恶化,甚至影响系统的稳定运行。为此,提出一种优化的三次谐波补偿策略,通过对过调制模块补偿三次谐波的准确计算,使其调制波幅值为1。同时,结合反相三次谐波在正常模块间的优化分配,最大限度地避免各H桥模块过调制的发生。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,将采用所提控制策略与常规三次谐波补偿策略、混合调制策略的仿真结果进行对比,对所提控制策略的优良性能进行验证。

具有谐波补偿功能的动态电压恢复器控制策略

为使动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可以补偿稳态负载电压谐波,同时保证其动态响应特性,提出一种双闭环比例积分(proportional integral,PI)控制和多重比例谐振(proportional resonant,PR)控制并联运行的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)复合控制策略。将SVPWM技术应用到DVR的H桥逆变单元,在引入单相坐标旋转变换的基础上分析了单相SVPWM的基本原理并给出了其实现方法。单相基波同步坐标系下双闭环PI控制保证了DVR对电压暂降的补偿效果,增加了对指定次谐波补偿的电压环多重PR控制,以代替多重同步旋转坐标下的PI控制,实现了对指定次谐波电压的无静差补偿。理论分析和实验结果验证了提出的控制策略的有效性和可行性。

重复控制下指定次谐波电流控制方法

随着电网负载的多样性,对补偿装置提出了更高的要求,研发一种功能完备、性能优良的补偿装置是十分必要的。本文在传统静止同步补偿器无功补偿控制策略基础上,增加了谐波抑制和不平衡治理功能。指定次谐波的补偿精度和动态响应取决于电流调节器的性能,本文以多同步旋转坐标系为基础,提出一种新的控制方法,该控制方法将重复控制器通过一个相加环节叠加到PI控制器中形成复合电流调节器。复合电流调节器在实现谐波电流独立控制的同时,又提高了整个系统的稳态精度。仿真结果验证了新的控制方法的优越性。

指定次补偿型并联有源滤波器的控制策略研究

为提高有源电力滤波器补偿的灵活性和补偿精度,提出了一种以传统PI为内环,重复控制为外环的双环复合电流控制器。给出了设计方法和动态性能、稳态性能分析。并提出了将基于多同步旋转坐标的指定次谐波提取与双环复合控制相结合实现无静差指定次谐波补偿的复合控制策略。仿真和实验结果证明了研究内容的有效性和正确性。

充电桩网侧谐波补偿分析

针对由电动汽车充电桩中非线性装置产生谐波电流等引起的电能质量问题,阐述了APFC校正下由于传统的平均电流控制策略会使网侧电流含有低次谐波分量,导致输入电流仍存在较大失真,使系统的功率因数难以进一步提高。在此基础上,分析了充电桩中谐波产生的机理,提出了在指令电流中加入三次谐波补偿进一步对谐波抑制,并从原理上分析了其可行性与有效性。最后通过MATLAB/Simulink仿真并搭建硬件平台,仿真和实验结果表明:采用该策略进一步提高了电能质量与网侧的功率因数,具有较好实用性。

模块化有源电力滤波器的谐波补偿

有源电力滤波器作为一种应用在电力系统中的谐波抑制装置,有着谐波抑制效果好,动态响应快等优点。传统APF—般采用两电平和三电平结构,难以满足高压大容量的需求,本文研究了基于MMC的APF结构。传统APF控制思想是对负载畸变电流中的谐波进行完全补偿,鉴于电力系统的特征次谐波以5、7、11、13为主,本文研究了基于特征次谐波补偿的检测控制算法,以降低APF的补偿容量。最后通过实验验证了控制策略的有效性。

采用网侧电流闭环控制的电能质量综合补偿方法

在各次谐波对应的同步旋转坐标系下,采用比例积分(proportion integration,PI)调节器对网侧各次谐波电流进行分次闭环控制,以有效消除采样精度、控制延时、脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)死区等对补偿效果造成的影响,实现无静差补偿;在此基础上,针对负载中包含并联电容器时有源电力滤波器的稳定性问题,采用等效系统的方法进行了分析,并基于分次闭环控制提出了简单易行解决方案。数字仿真和物理试验验证了所提控制方法的的有效性。

级联H桥型光伏逆变器的功率匹配控制策略

功率不匹配是单相级联H桥(CHB)光伏并网逆变器固有的问题,导致传输功率较大的H桥单元过调制、并网电流严重畸变甚至振荡过流。为此,这里提出一种基于特定次谐波补偿的级联型光伏逆变器功率匹配控制策略,通过给过调制的H桥单元注入最优的3,5,7,9次谐波使其线性调制范围从1扩大至1.2438,同时采用闭环控制方法给非过调制H桥补偿反向谐波,能够确保逆变器在输入功率差异较大的条件下稳定运行且并网电流的总谐波畸变率(THD)较小。最后,实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

一种谐波优化的APFC电路分析

为了解决传统平均电流控制策略使APFC电路网侧电流含有大量的低次谐波分量,导致输入电流存在较大失真,使系统的功率因数大幅降低的问题,提出了一种3次谐波补偿策略。基于电路中谐波产生机理,阐述了APFC电路的工作原理。根据调节注入3次谐波电流的幅值与相位,获得最佳抑制谐波效果。最后通过Matlab/Simulink仿真并搭建硬件平台。实验结果表明:采用该策略能够有效消除低次谐波,进一步提高网侧的功率因数,具有较好实用性。

级联H桥光伏并网逆变器过调制控制策略

针对THCS无法应对模块间输入功率严重不平衡时导致过调制单元调制度大于1.155的问题,在THCS的基础上提出了一种光伏并网逆变器过调制控制策略。仿真结果表明:相同光照条件下,采用THCS控制时由于光伏组件输出功率差异较大,超出其线性调制范围(1.155),并网电流发生畸变THD值为10.6%;而采用过调制控制策略,即使H桥单元调制度大于1.155,依然能够使系统避免发生过调制,并网电流THD值为2.03%,电流质量改善效果较为显著。