摘要：针对传统并网逆变器控制系统存在静差和富含背景谐波的非理想电网电压下网侧电流质量不高等问题,提出一种高性能并网逆变器的控制策略。首先采用反Park变换(IPT)方法构造网侧电流正交分量,然后在dq旋转坐标系下建立网侧电流控制环路,再选用PI控制器实现电流无差跟踪。为了解决并网电流的谐波问题,引入多谐振控制器,抑制并网电流的低次谐波。在静止坐标系下推导并网逆变器控制系统的数学模型,提出控制系统中PI控制器和多谐振控制器参数的简化设计方法,分析所提控制系统的鲁棒性;最后,针对6 kW单相LCL型并网逆变器控制系统,通过仿真和实验验证所提控制策略的正确性和有效性。

摘要：针对两级式光伏并网逆变器的拓扑结构,设计一种基于双闭环控制的控制方法。系统前级实现光伏最大功率点跟踪控制,后级控制直流母线电压稳定,同时实现交流并网。该控制方法可较好地兼顾光伏最大功率点跟踪效果、并网逆变器动态特性和系统的稳定性。首先,对光伏并网逆变器系统的研究加以总结分析,阐述两级式光伏并网逆变器系统的结构特点。然后,分别对此系统的MPPT控制方法、并网控制方法及逆变器控制器设计进行说明和分析。最后,在PLECS仿真软件中搭建系统仿真模型,仿真验证该设计的两级式光伏并网逆变器控制方法的正确性和有效性。

摘要：传统的模型预测控制高度依赖于准确的数学模型,且在一个控制周期内只使用一个电压矢量。针对该问题,本文提出了一种LCL型并网逆变器多矢量鲁棒预测控制(MVRPC)策略。首先,为提高跟踪精度,在一个控制周期内作用3个电压矢量,这使得开关频谱集中,也便于LCL滤波器的设计;其次,为提高控制方法的参数鲁棒性,提出了一种适用于LCL型并网逆变器的鲁棒预测控制策略,该策略仅需采样信息,就可实现对系统参数的在线估计;最后,为解决随机采样噪声对参数辨识的影响,提出了一种可变的计算周期,参数辨识只发生在该计算周期中,计算周期中使系统控制误差最优的参数将被用于进行后续的控制,避免了随机误差对于系统控制性能的影响。通过实验验证了所提方法的有效性。

摘要：并网逆变器在新能源发电等系统中发挥着重要的作用.并网逆变器在研制、调试、开发过程中,若因控制算法、保护电路设计或调试方法不当等,很容易损坏主电路中的开关器件,导致经济损失、影响逆变器的研制开发进度.本文推导并建立了单相并网逆变器的模拟开关和运放模拟电路等效模型,以此等效模型为基础设计半实物硬件仿真系统来模拟实际的单相并网逆变器,并以主动电流扰动孤岛检测算法为例对此等效模型进行了可行性验证.该法可有效简化硬件设计、降低调试成本,仿真和实验结果验证了逆变器等效模型的有效性和实用性.

摘要：数字控制系统中不可避免地存在延时,而延时环节会改变系统的相位特性,影响系统稳定性。文中以逆变侧电感单电流环控制为例,在模拟域和数字域下分析了系统的稳定性,系统地研究了数字控制系统中的延时时间对稳定性的影响,在此基础上,详细分析了保持系统稳定的延时时间范围。并从改善系统稳定性的角度,提出了一种数字控制延时的优化设计与延时调整方法。在一台并网逆变器上进行实验,试验结果验证了分析的正确性和所提出方法的有效性。

摘要：LCL滤波器具备良好的高频谐波衰减能力,在并网逆变器中得以广泛应用。LCL滤波器有两个独立的电感,若每个电感分别使用单独的磁芯来绕制,则磁芯数量较多,体积较大。为减小磁芯体积,该文采用解耦磁集成的方法,将两个分立的电感集成在一起。然而,由于公共磁路的磁阻不可能为零,集成后的两个电感之间存在一定的耦合,这会削弱LCL滤波器在高频段的衰减能力。对此,该文通过选取合适的公共磁芯高度和磁芯材料,将耦合降低到可接受的程度,以确保开关频率的谐波电流得到有效抑制。针对单相和三相并网逆变器,分别给出LCL滤波器的磁集成设计实例,并进行实验验证。

摘要：新能源通过并网逆变器(grid-connected inverter,GCI)汇集正深刻地改变着现代电力系统的动态特性,由同步发电机主导的机电暂态稳定分析因未全面计及电磁暂态影响而面临失效。该文综述了一类大扰动使新能源发电机组故障穿越期间,GCI与主网失去同步,引发对应机组退出系统的电磁暂态同步稳定问题。首先介绍了GCI的电流源和电压源型控制结构,指出与同步发电机同步机理的异同;其次介绍了体现电力电子特征的关注要素和兼顾精度与速度的简化条件;进而介绍了面向该问题典型的建模-分析流程和稳定性提升策略;最后展望了面向未来电力系统暂态稳定的研究挑战。

摘要：弱电网下,含电网电压前馈控制的并网逆变器和电网之间的阻抗交互作用,可能导致并网电流谐波放大甚至系统失稳。分析了输出阻抗特性,以提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度为目标,提出了基于并网电流微分和电网电压微分的串、并联复合阻抗校正方法;讨论了微分系数对相角提升的灵敏度,给出了一种自适应调整的微分系数设计方法。该方法使得并网系统在电网阻抗宽范围变化时均能稳定运行,同时提高了并网系统对电网电压的抗扰性能。实验结果验证了所提控制方法的有效性。

摘要：传统的并网逆变器模型预测电流控制方法仅在控制周期内对电流波形进行单点预测,忽略了逆变器开关状态变化引起的输出电流纹波,为此提出一种改进的最优开关序列并网逆变器模型预测电流控制策略。首先,为减小开关切换次数、优化频谱分布,对空间电压矢量组合进行重新排列,设计6组开关序列,并根据开关序列提出基于无差拍的矢量持续时间计算方法。其次,在一个控制周期内设置8个电流预测点,以计算开关序列在控制周期内作用所产生的电流预测误差,并通过累加电流预测误差构造预测控制的价值函数,选择使价值函数最低的开关序列作为最优序列组合,提高并网电流波形质量。最后,通过实验验证所提策略在降低并网逆变器输出电流纹波方面的有效性。

摘要：并网逆变器的小信号模型是判断系统稳定性和参数设计的重要工具。并网逆变器的完整状态方程描述会附带较多冗余信息,采用适当的降阶模型能够方便系统参数整定与调试。然而现有的一些典型降阶模型适用面较窄,在特定工况下精度较低或随着参数的变化而失去通用性。首先,通过等效惯性常数与等效阻尼系数的概念建立了通用的功率环模型;通过单边傅里叶分析指出传统的三阶模型仅适用于分析大惯性、高阻尼系统;通过输出阻抗分析指出电磁五阶模型精度对于控制参数较为敏感。为了解决降阶模型精度的问题,利用逆变器时间尺度自然分离的特性,提出了一种基于时间常数的模型降阶方法,所提方法简单、有效,并导出了可靠、简洁的高带宽降阶模型,所得模型精度高、适用面广。最后,通过对比实验验证了理论分析的正确性和所提降阶方法与降阶模型的有效性。