弱电网下采用电容电压前馈的LCL并网逆变器谐振频率偏移抑制策略

弱电网下电网阻抗的宽范围变化会导致系统环路谐振频率偏移,进而造成LCL并网逆变器的稳定性下降。针对此问题,提出一种采用电容电压前馈的LCL并网逆变器环路谐振频率偏移抑制策略,该策略利用电容电压比例微分前馈控制对系统环路谐振频率偏移进行极大地抑制,并以电容电压锁相进行功率因数校正,节省了一组传感器,以此来实现逆变器单位功率因数并网。此外,考虑数字控制延时对系统的影响,在阻尼环延时为零拍条件下对所提策略进行参数优化,理论分析表明数字控制延时的引入不会对所提策略的适用性造成影响。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性,并且对电网阻抗具有强鲁棒性。

基于电容电压前馈的LCL逆变器并网控制

并网逆变系统中,LCL滤波器相比单电感滤波器具有更优的滤波性能,然而引入了谐振点,降低了系统稳定性。揭示了存在数字延时LCL型并网逆变器逆变侧电流单环控制的稳定性恶化现象,提出了一种基于电容电压前馈的逆变侧电流控制方案,该方案通过电容电压前馈使系统降阶,从而有效地改善了系统的稳定性,同时分析了延时和前馈系数对电容电压前馈效果的影响。所提控制方案的有效性在自行研制的630 k W三相逆变器上得到了实验验证。

基于电容电压全前馈的并网逆变器高鲁棒性稳定控制策略

虽然并网逆变器采用电容电压全前馈控制策略,能够有效抑制电网电压背景谐波对并网电流的影响。但是在弱电网工况环境下,由于锁相环、数字控制延时等因素与电网阻抗相互耦合,导致逆变器稳定较差、在阻抗交截频域中呈现弱无源性,易引发系统谐波振荡甚至失稳问题。鉴于此,该文借助无源性理论和阻抗分析方法,深度揭示了影响系统各频带阻抗特性的主导因素,进而提出了一种基于电容电压全前馈的并网逆变器高鲁棒性稳定控制策略。理论分析表明:所提控制策略不仅能有效地拓宽系统输出阻抗稳定范围,还可以保证改进后的系统输出阻抗具有较高的幅值增益。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。

基于电容电压全前馈的LCL型并网逆变器控制

对于LCL型并网逆变器,采用全前馈方案可以显著改善电网注入电流的质量,但是,由于升压变压器的漏感特性,导致无法直接测量电网电压,因此,这种方案的可行性受到了限制.为了解决电网电流畸变的问题,本文提出了一种新的电容电压全前馈方案,它将比例分量和二阶导数分量结合起来,并且在二阶导数分量中添加低通滤波器,从而使得整个可控频率范围内的电流具有正等效的特性,通过Simulink仿真,验证了本文方法的有效性.

弱电网下基于电容电压全前馈的LCL型并网逆变器稳定性控制

针对LCL型并网逆变器在弱电网条件下背景谐波影响并网电能质量,及电网阻抗波动易引发系统稳定性等问题,提出了基于LCL滤波器电容电压全前馈的并网电流延迟级联反馈控制策略。该控制策略在利用电容电压全前馈来抑制电网电压畸变对并网电流影响的前提下,引入并网电流纯延迟反馈环节以提高LCL型并网逆变器的相角稳定裕度,与此级联的比例延迟环节等效为有源阻尼,以提高LCL型并网逆变器的幅值稳定裕度,由此来适应弱电网下LCL滤波器谐振频率较宽范围的偏移。SIMULINK仿真与MT6020实验平台的试验结果表明:并网电流延迟级联反馈控制拓展了LCL型逆变系统在弱电网下谐振频率偏移的稳定范围,使得系统鲁棒性提高;与稳定性控制解耦的电容电压全前馈控制能够保障逆变器在电网电压畸变时,以并网电流正弦度高、谐波畸变率低、功率因数高的工况稳定运行。

独立电力系统电压源型LCL逆变器虚拟阻尼控制

在独立电力系统中,LCL逆变器作为电压源为电网提供稳定电压,其输出谐振是影响电力系统稳定性的重要因素之一。为了提高系统稳定性,对LCL逆变器输出谐振抑制方法进行了研究,在目前采用的前馈解耦双闭环控制系统的基础上进行改进,引入虚拟阻尼代替实际阻尼,通过有源控制,选取合理的采样点和反馈位置,得到一种基于滤波电容电压前馈的虚拟阻尼控制方法。理论分析和仿真验证表明:该方法避免了额外并联实际电阻所造成的系统损耗,同时有效降低了系统输出阻抗,提高了系统的稳定裕度。

基于子模块电压波动估计的MMC双环二倍频环流抑制策略

模块化多电平变换器以其优越的性能在大功率电能变换领域得到了广泛应用和研究。推导了MMC子模块电容电压波动和桥臂投入模块数的表达式,针对MMC环流控制器性能分析的多样性、复杂性和电压波动的计算问题,提出一种基于子模块电容电压波动估计前馈+电压电流双闭环反馈的复合环流控制策略,有效结合前馈控制的快速跟踪性和反馈控制的闭环跟踪性能,同时优化计算环节。所提方法包括四部分:子模块电容电压的前馈估算;基于小信号模型的二倍频环流电压指令计算;投入模块数的计算;子模块电容电压的排序及其投切。其中二倍频环流电压指令通过电压电流双闭环控制器获得,并通过等效闭环阻抗分析其动态性能,选取达到最佳抑制效果时合适的控制参数。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

NPC三电平逆变器供电的永磁同步电动机伺服系统

主要研究了采用中点箝位型(NPC)三电平逆变器供电的永磁同步电动机(PMSM)伺服系统;电动机采用转子磁场定向的矢量控制。为了达到控制目的,在三电平逆变器SVPWM调制算法的基础上,引入了零序电压注入法和电容电压前馈法。这种方法较好地控制了中点电位的偏移,以期降低逆变器输出电压谐波含量,改善电动机定子电流波形,这将减小电动机转矩脉动,改善电动机控制性能。