并网逆变器

摘要： 为提高LCL并网三相逆变器采用滑模控制器时的可靠性,设计了一种abc自然坐标系下的少传感器新型滑模控制策略。首先建立了abc自然坐标系下a相和b相的滑动曲面函数,然后直接由这二者推导出c相的滑动曲面函数,从而无需检测c相的电容电压和并网电流,降低了所需传感器的数量。同时,电容参考电压由比例谐振控制器生成,可实现并网电流稳态误差为零。利用额定功率为10 kW的并网三相逆变器开展了稳态和动态实验,以及电网不平衡和扰动下的测试,实验结果验证了所设计的abc自然坐标系下的少传感器新型滑模控制策略的有效性。

摘要： 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。

摘要： 针对永磁直驱风电系统并网逆变器中传统双闭环PI控制策略抗扰性能和控制精度不足的问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器(NLESO)的改进型自抗扰控制(ADRC)技术用以提高直流母线电压的控制性能。通过将线性扩张状态观测器(LESO)中的误差增益矩阵变为随时间变化的非线性函数对传统LADRC进行了改进,提高了LESO的动态扰动观测性能,从而增强系统对集总扰动的补偿抑制能力,并对其进行稳定性证明。最后通过仿真对比分析改进NLADRC和传统LADRC控制下并网点电压和逆变器直流侧电压波形,验证了改进NLADRC的正确性和可行性。

摘要： 针对三相LCL型并网逆变器并网电流存在谐波污染问题,提出一种自带低通滤波功能的复合控制方案。在传统重复控制的内模中建立谐振衰减控制器,改善了重复控制对高频谐波抑制能力不佳的问题,不仅省去了低通滤波器的设计环节,简化了控制结构,同时提升了系统的整体稳态性能。将比例控制与带有谐振衰减控制器的重复控制并联组成自带低通滤波功能的复合控制,提高了系统负载突变时的动态补偿能力。最后提出了对自带低通滤波功能重复控制器参数的设计方案,理论分析和仿真结果验证了该控制方案的有效性。

摘要： 弱电网下锁相环与电网阻抗间的耦合会造成系统不稳定.含前置低通滤波器锁相环的并网逆变器虽能改善并网系统稳定性,但存在并网电流相位滞后问题.本文通过将滤波器从锁相环支路“拆分”,提出了一种电流二阶校正的阻抗重塑法,以基波电流控制性能、相角裕度、低频幅值为约束建立了多目标约束函数,单独优化设计了二阶校正环节参数,提高了并网逆变器的弱网稳定性,实现弱电网下的单位功率因数并网.最后在StarSim实验平台验证了所提控制方法的有效性.

摘要： 针对传统Vienna型整流器无法实现逆变工作的缺点,提出一种新型拓扑结构的三电平变换器,该变换器可工作于双向变换状态。为了降低新型拓扑三电平变换器的功率损耗,采用断续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM)策略中综合性能较优的共模电压最小DPWM策略(discontinuous pulse width modulation scheme A,DPWMA)进行调制。在此基础上,根据新型拓扑在DPWMA策略下功率器件的开关规律,建立了其在并网逆变器工况下的功率损耗计算模型。仿真和实验结果验证了新型拓扑和损耗模型的正确性,以及采用DPWMA在减少开关器件功率损耗方面的有效性。

摘要： 针对光伏发电并网系统中电网电压不平衡条件下直流侧电压波动问题,提出一种基于扩张状态观测器和滑模控制的直流电压控制策略,通过仿真和实验进行验证并设计扩张状态观测器对系统扰动进行实时估计和动态补偿,采用滑模控制提高系统的动态响应性能,该控制策略能有效提高并网逆变器直流电压的稳定性以及动态响应性能。与传统控制策略相比,所提出的控制策略在保障并网逆变器直流侧电压稳定性的同时,改善其动态响应性能,提高了光伏发电并网系统在电网电压不平衡条件下的运行能力。

摘要： 虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制方法下的并网逆变器(Grid-Connected Inverter,GCI)在电网工况突变情况下存在输出功率和频率的超调和振荡现象。为改善GCI的动态性能,提出一种基于惯性自适应的VSG控制方法。该方法直接对采用VSG控制方法的GCI的功角曲线和输出特性曲线进行分析,推导出GCI的输出功率和频率变化率之间的关系。通过利用GCI虚拟输出功率和参考功率的偏差判断系统的四个加减速运行区间,避免对输出频率变化率的依赖。构造惯性自适应控制算法,通过参数的连续平滑调节,抑制GCI的输出功率和频率的波动。与现有方法相比,该方法不需要对频率直接微分,避免引入系统噪声;同时惯性参数能够连续调节,且变化范围更大。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要： 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。

摘要： 针对传统非隔离型并网逆变器存在桥臂直通风险及接地共模漏电流的问题,提出一种新型高可靠性非隔离型并网逆变器拓扑及其控制方法,仅用6个开关即可实现五电平输出,同时具有高可靠性和漏电流抑制能力。首先,分析了该逆变器的拓扑结构特性及工作模态,在此基础上提出一维空间矢量调制,实现了系统六开关的协调控制,设计了电容电压平衡控制方案,建立了各工作模态高频等效模型并进行分析。最后,搭建了硬件实验平台,在数字化平台上对所提出的方案进行实验验证,实验结果验证了所提新型拓扑、控制方法及均压策略的可行性和有效性。

摘要： 为降低大功率并网逆变器低开关频率带来的输出纹波,提出了一种串联型有源纹波抑制和阻尼系统.分析并网逆变器的工作原理,采用直接纹波电压补偿和虚拟电感技术,研究了串联型有源纹波阻尼系统的纹波控制策略.采用虚拟电阻控制方法来降低并网逆变器中阻尼电阻造成的功率损耗.仿真与实验结果表明,提出的控制策略能够有效抑制大功率并网逆变器的输出电流纹波.

摘要： 在新能源发电经由逆变器接入电网的系统中,并网逆变器的稳定性将随着接入点短路比的减小而降低.目前,学术界针对这一问题已有较多研究,但大多是基于状态空间模型线性化后利用相关控制理论进行分析,缺乏直观的机理分析.采用忽略了电流内环响应时间的准稳态模型,重点对并网逆变器中锁相环的静态稳定性进行分析,得出了与传统单机无穷大系统中类似的静态稳定判据.由此稳定判据能直观得出并网逆变器维持同步前提下的输出功率极限,并指出当并网逆变器超出此功率极限时将以过电压的形式失去稳定.采用并网逆变器的详细模型进行仿真分析,验证了所提静态稳定判据的正确性.

摘要： 传统的并网逆变器,由于都是硬开关过程,存在很大的电能损失.介绍一种带有零电压开关(ZVS)功能的三相并网逆变器,简单的谐振电路便可实现包括辅助开关在内的所有开关零电压导通.同时采用特殊的空间矢量控制,减少辅助开关的开关次数,简化控制方法,并通过仿真来验证其可行性.

摘要： 在弱电网条件下,并网逆变器的稳定性常常受到电网阻抗的影响.本文利用基于阻抗的稳定性分析方法,提出一种在并网公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)并联一个有源电容变换器(Active Capacitor Converter,ACC)调节电网阻抗的方法,使得电网阻抗与逆变器输出阻抗的比值满足Nyquist稳定判据.所提出的有源电容变换器能够保证逆变器对电网阻抗的宽范围变化有较好的鲁棒性.在一台6kW的原理样机上进行了实验验证,实验结果证明了所提出方法的有效性.

摘要： 电力电子技术的快速发展,以及微电网大量接入电网,造成了严重的谐波问题,严重影响大电网的安全运行.对于此类问题,根据并网逆变器与有源电力滤波器(APF)主电路的一致性,在分布式电源中并网逆变器的基础上增加谐波补偿功能,使其在同一套设备上具有谐波补偿和并网逆变功能.对其控制策略采用网测电压锁相和有功无功解耦的PI控制以及PI+重复控制统一控制策略,在不增加设备投入的基础上,提高设备利用率和电网运行的安全性.

摘要： 电能指质量治理的有源方式一般通过补偿本地负载的电流谐波分量和不平衡分量实现对谐波和不平衡的抑制.这是一种局部治理方案,主要适合于问题负载集中分布的情况.然而实际电网中问题负载往往广泛分散分布,局部治理方案需要多台设备协同工作,成本较高.针对这一问题,本文通过建立含有分散不平衡负载和非线性负载的电网阻抗分析模型,提出了一种利用电压监测信息进行在线阻抗测量,进而动态优化逆变器指令的关键母线电压质量直接补偿方案.在问题负载大量分散存在而治理设备不足时,该方案具有比传统负载补偿方法更好的治理效果,且可以方便地集成在新能源并网逆变器中,具有较好的应用前景.

摘要： 逆变器作为并网的关键部件,决定着电能质量的好坏.为了提高电能质量,减少并网电流的谐波含量,提出了一种基于准比例谐振(QPR)控制方法结合LCL滤波闭环控制的优化策略,在非理想情况下,利用准比例谐振控制并且结合改进型谐波补偿的控制策略,有效地抑制输出并网电流的谐波,以达到优化输出电流波形,提高电能质量的目标.通过搭建Matlab/Simulink仿真模型,对比传统的PI控制和准比例谐振控制方式,同时在设置电网谐波的情况下,对比传统的谐波补偿法和改进的谐波补偿法,验证准比例谐振控制方式与改进型谐波补偿法的优势,对仿真结果进行分析研究.

摘要： 在数字控制器的应用中,并网逆变器的电感电流控制增益总是受到电感值、控制频率以及数字控制器实现时的控制延时限制.一般而言,增加控制增益和提高系统稳定裕度之间存在固有矛盾,因此通常使用较小的比例(P)控制器来确保系统运行时的稳定裕度,使用谐振(R)控制器增加固定频段控制增益来解决在这些频段的谐波问题.但这种控制方法的效果依赖于系统频率检测环节的性能.基于对大增益值所引起的谐波和稳定性问题的根本原因分析,本文提出了一种虚拟高频阻尼方法(VHD)来解决数字控制器对于电流控制增益的限制,并且也提出了一种改进的电流预测单元(CP).所提出的虚拟高频阻尼方法的有效性已经通过MATLAB仿真和实验结果验证,并且电流环增益得到了放大.

摘要： 弱电网下电网阻抗和电网频率会随着电网工作状态发生改变,电网阻抗的变化将影响LCL逆变器的谐振抑制效果,而电网频率偏移会影响逆变器有功与无功功率的调节能力.对此本文提出了一种鲁棒单电流谐振抑制与功率快速调节方法,其主要包括鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制、同步参考系准比例积分控制和功率前馈控制.其中鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制能够增加系统有源阻尼,从而有效的抑制LCL谐振尖峰且进一步提高系统对电网阻抗变化的鲁棒性;同步参考系准比例积分控制能够调节系统有功和无功功率,实现无功补偿功能且进一步提高系统对电网频率偏移的鲁棒性;而功率前馈控制能够加快系统响应速度.本文通过仿真实验验证了所提控制策略的可行性.

摘要： 弱电网下电网阻抗和电网频率会随着电网工作状态发生改变,电网阻抗的变化将影响LCL逆变器的谐振抑制效果,而电网频率偏移会影响逆变器有功与无功功率的调节能力.对此本文提出了一种鲁棒单电流谐振抑制与功率快速调节方法,其主要包括鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制、同步参考系准比例积分控制和功率前馈控制.其中鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制能够增加系统有源阻尼,从而有效的抑制LCL谐振尖峰且进一步提高系统对电网阻抗变化的鲁棒性;同步参考系准比例积分控制能够调节系统有功和无功功率,实现无功补偿功能且进一步提高系统对电网频率偏移的鲁棒性;而功率前馈控制能够加快系统响应速度.本文通过仿真实验验证了所提控制策略的可行性.

摘要： 本发明公开一种并网逆变器并网控制方法、控制器以及并网逆变器。该方法首先根据电网侧的电信号参数确定逆变器的状态，当逆变器的状态为失稳状态时，再根据电信号参数确定电压前馈控制器的前馈系数与并网电流控制器中重复控制器的控制参数，最后根据前馈系数调节电压前馈控制器，根据控制参数调节重复控制器。因此，该并网逆变器并网控制方法会对电压前馈控制器和重复控制器进行相关控制，使得逆变器稳定，提高逆变器的稳定性，同时，相对于实时检测的方法来说，本申请只有在逆变器失稳时候才会调节相关控制器的参数，减少在并网电流侧施加的谐波扰动，进而保证良好的并网电流质量。

摘要： 本发明公开了一种三相并网逆变器的控制方法，应用于三相三桥臂并网逆变器。本申请对三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进，使滤波电容连接直流输入母线的负极以构成滤波回路，从而可滤除电路中的谐波，实现了小功率下高质量的并网电流，即无需增大电感值，从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作，较适用于光伏微型逆变器。而且，本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式，即在一个开关周期内，电感电流降至0，从而降低了三相三桥臂并网逆变器的开关损耗。本发明还公开了一种三相并网逆变器的控制系统及三相并网逆变器，与上述控制方法具有相同的有益效果。

摘要： 本发明公开了一种LCL型并网逆变器的二阶重复控制方法，二阶重复控制方法包括以下步骤，使用电压、电流互感器检测所需的电压和电流分量；将检测到的三相静止坐标系下的电压电流分量转换到αβ两相静止坐标系下；通过dq/αβ坐标转换，获取与PCC电压同步的并网电流指令信号；对获取的与PCC电压同步的并网电流指令信号、检测的电流做减法求误差；所述误差通过二阶重复控制器后，输入至PWM调制进行调制计算，驱动开关管进行动作。本发明当电网频率发生改变时，无需对控制器参数进行调整即可实现较高稳态精度的系统控制方法，采用二阶重复控制与比例控制串联的复合结构，使并网逆变器在额定电网频率及电网频率变化时具有优良的并网电流输出。

摘要： 本发明公开一种并网逆变器并网控制方法、控制器以及并网逆变器。该方法首先根据电网侧的电信号参数确定逆变器的状态，当逆变器的状态为失稳状态时，再根据电信号参数确定电压前馈控制器的前馈系数与并网电流控制器中重复控制器的控制参数，最后根据前馈系数调节电压前馈控制器，根据控制参数调节重复控制器。因此，该并网逆变器并网控制方法会对电压前馈控制器和重复控制器进行相关控制，使得逆变器稳定，提高逆变器的稳定性，同时，相对于实时检测的方法来说，本申请只有在逆变器失稳时候才会调节相关控制器的参数，减少在并网电流侧施加的谐波扰动，进而保证良好的并网电流质量。

摘要： 本发明公开了一种三相并网逆变器的控制方法，应用于三相三桥臂并网逆变器。本申请对三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进，使滤波电容连接直流输入母线的负极以构成谐波旁路通道，从而提高了谐波抑制能力，实现了低功率下高质量的并网电流，即无需增大电感感量，从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作，较适用于光伏微型逆变器。而且，本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式，即在桥臂上功率开关管的开通时刻，电感电流降至零，从而降低了功率开关管的开关损耗，提高了逆变器的转换效率。本发明还公开了一种三相并网逆变器的控制系统及三相并网逆变器，与上述控制方法具有相同的有益效果。

摘要： 本方案公开了一种并网逆变器的功率控制方法，该方法在αβ两相静止坐标系中实施，包括：基于电网功率和拓展功率计算电网的反馈功率；基于对新视在功率的限制确定并网逆变器的参考功率值；基于所述参考功率值和所述反馈功率值的差值计算并网逆变器的输出电压。该方法无需锁相环和旋转坐标变换就能实现对并网逆变器的灵活控制，从而实现在不对称电压跌落下对并网逆变器输出无功功率和有功功率的灵活调节，具有实施便捷、控制简单、动态响应快等特点。

摘要： 本发明公开了一种三相并网逆变器的控制方法，应用于三相三桥臂并网逆变器。本申请对三相三桥臂并网逆变器的结构进行改进，使滤波电容连接直流输入母线的负极以构成滤波回路，从而可滤除电路中的谐波，实现了小功率下高质量的并网电流，即无需增大电感值，从而使系统中并联的逆变器设备实现稳定工作，较适用于光伏微型逆变器。而且，本申请的三相三桥臂并网逆变器工作在电感电流断续模式，即在一个开关周期内，电感电流降至0，从而降低了三相三桥臂并网逆变器的开关损耗。本发明还公开了一种三相并网逆变器的控制系统及三相并网逆变器，与上述控制方法具有相同的有益效果。

摘要： 本发明实施方式公开了一种并网逆变器的功率控制方法、装置和并网逆变器。该方法包括：检测并网逆变器的当前功率值；确定并网逆变器的给定功率值；比较所述给定功率值和所述当前功率值；基于比较结果调节并网逆变器与电网耦合点处的输出频率。本发明实施方式通过给定功率值与当前功率值的比较过程主动控制输出频率，可以主动控制并网逆变器的功率输出，控制方式更加灵活。而且，本发明实施方式还有利于解决分布式能源带来的电网不稳定问题。

摘要： 本发明公开了一种LCL型并网逆变器的二阶重复控制方法，二阶重复控制方法包括以下步骤，使用电压、电流互感器检测所需的电压和电流分量；将检测到的三相静止坐标系下的电压电流分量转换到αβ两相静止坐标系下；通过dq/αβ坐标转换，获取与PCC电压同步的并网电流指令信号；对获取的与PCC电压同步的并网电流指令信号、检测的电流做减法求误差；所述误差通过二阶重复控制器后，输入至PWM调制进行调制计算，驱动开关管进行动作。本发明当电网频率发生改变时，无需对控制器参数进行调整即可实现较高稳态精度的系统控制方法，采用二阶重复控制与比例控制串联的复合结构，使并网逆变器在额定电网频率及电网频率变化时具有优良的并网电流输出。

摘要： 本实用新型涉及光伏发电技术领域，且公开了一种光伏并网逆变器供电系统和光伏并网逆变器，包括光伏发电板，光伏发电板的输出端电连接有能量转换模块的输入端，能量转换模块的输出端电连接有电量存储模块的输入端，电量存储模块的输出端电连接有控制模块的输入端。该光伏并网逆变器供电系统和光伏并网逆变器，通过设置风能发电模块和电量存储模块，在夜晚或者下雨天时，利用风能发电模块进行发电，风能发出的电传输到电量存储模块中，进而传送到辅助电源中进行备用，将辅助电源接入主光伏并网逆变器以及辅光伏并网逆变器的输入端，在光照不足时利用辅助电源为主光伏并网逆变器以及辅光伏并网逆变器提供低待机损耗的电量。