摘要：针对弱电网下构网型LCL三相四线逆变器网侧电流的畸变问题,提出了一种基于相位补偿-多谐振控制器(phase compensated multi-resonant controller,PCMRC)电压前馈的谐波电流抑制方法。首先,从构网型LCL逆变器输出阻抗的角度出发,建立了弱电网下构网型LCL逆变器阻抗模型。在此基础上,分析了当采用传统单电压前馈方法时,系统在电网谐波频率处存在输出阻抗较低、谐波电流抑制能力较弱的不足。进一步地,考虑LCL滤波器有源阻尼环路的影响,在传统单电压前馈的基础上,引入了PCMRC电压前馈方式,利用阻抗波德图分析了所提方法的谐波抑制性能。并且详细设计了PCMRC的主要参数,分析了系统的输出阻抗和谐波抑制能力。最后,搭建了实验平台,实验结果表明所提方法能够有效提高电网谐波频率处的逆变器阻抗,从而抑制由电网谐波引起的电流畸变。并且在电网阻抗变化时,系统均能保持很好的稳定性。

摘要：跟网型逆变器作为电流源型变换器,在电网强度、负载变化和电网波动的扰动下,其输出电流会发生波动,进而通过电网阻抗引发公共耦合点电压振荡。构网型逆变器作为电压源型变换器,可用于模拟同步发电机调节电压且无须依赖锁相环,在弱电网中表现出更强鲁棒性。针对跟网型逆变器在弱电网运行时存在的稳定性问题及传统改进策略在控制稳定性和参数设计上的局限性,提出基于线性自抗扰控制(Linear active disturbance rejection control,LADRC)的构网型逆变器电压协调控制方法,通过扩张状态观测器补偿公共耦合点扰动,降低跟网型逆变器电压对电流的敏感性。与传统控制相比,用该方法可显著降低构网型逆变器输出阻抗、减小非无源区域、提高电压调节性能及弱电网下稳定性。仿真结果验证了所提策略的有效性。

摘要：随着新能源装机容量和渗透率的增加,电网逐渐呈现出较大等效电网阻抗的弱电网特性,此时常规强电网下设计的并网逆变器比例-积分(PI)参数往往会引起系统谐振等不稳定问题。针对弱电网下如何优化设计并网逆变器PI参数的问题,常规方法往往需要近似处理或反复试凑,而且无法结合多个性能指标进行参数整定。因此,文中基于D分割法得到了弱电网下的并网逆变器同时满足相角裕度、幅值裕度、电流环带宽和短路比等多性能指标下的PI参数稳定域,并通过图形可视化地表现出来,从而快速、准确地获取弱电网下的PI参数,避免了反复试凑。最后,得出了弱电网下的并网逆变器即使将锁相环带宽设置得很低,其PI参数也需要合理进行设计和选取才能使其稳定、高效运行的结论,并基于30 k W实验平台验证了该设计方法和结论的正确性。

摘要：并网逆变器常采用锁相环(phase-locked loop,PLL)实现系统的同步运行。弱电网下,PLL参数设计不当时,易引发并网逆变器的失稳现象,传统PLL参数设计方法未能兼顾多种PLL的适用性。针对这一问题,提出一种广泛适用的PLL参数优化设计方法。首先,通过PLL参数特点建立参数之间的关系;其次,根据系统开环传递函数,通过引入系统相位裕度及谐波抗扰能力限定条件,得到其参数约束区域;最后,结合参数对系统动态性能影响及系统稳定性影响分析确定参数的选取。利用实验测试对所研究的优化设计方法的有效性进行验证,并进一步研究其在3种常见PLL(即,同步坐标系锁相环synchronous reference frame PLL,SRF-PLL)、基于前置低通滤波器同步坐标系锁相环(low-pass-filter-based synchronous reference frame PLL,LSRF-PLL)和基于双二阶广义积分器的锁相环(double second-order generalized integrator PLL,DSOGI-PLL)中的适用性。

摘要：针对弱电网下并网逆变器电流环、锁相环和电网阻抗三者相互耦合引发系统失稳的问题。首先建立弱电网下并网逆变器数学模型,分析锁相环和电流环之间的耦合原理。然后基于零极点分布和Nyquist稳定判据,揭示电网阻抗与锁相环带宽变化时导致系统鲁棒性下降的主要原因。鉴于此,通过构造前置环节以重塑锁相环传递函数,进而提出一种新型锁相环控制结构,同时给出具体的参数设计方法。理论分析表明,所提新型锁相环可以消除锁相环带宽对系统鲁棒性的影响,实现锁相环带宽与电流环的解耦,提高了系统对弱电网的适应能力。最后,通过仿真和实验对所提新型锁相环设计方法的有效性进行验证。

摘要：直驱风机网侧换流器可能因与弱电网动态交互引发系统失稳问题.为探究系统的交互机理,保证系统的稳定运行,首先对直驱风机并网模型进行了合理简化,建立了弱电网下直驱风机网侧换流器与电网交互的单输入单输出传递函数模型,并应用经典频域判据进行稳定性分析,探究电气与控制环节对于系统稳定性的影响.其次在分析锁相环导致系统失稳的原因基础上,提出了一种新型3阶锁相环控制结构设计方案,并对锁相环参数进行了多目标优化设计.结果表明,3阶锁相环具有更好的谐波衰减效果,在短路比为2的极弱电网下仍可以保持稳定运行.最后基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提设计方案的有效性.

摘要：弱电网下的并网逆变器LCL滤波器谐振频率对于系统稳定性和并网电流质量的影响至关重要。为了选择合适的谐振频率,首先在s域中建立谐振稳定域判据。其次,考虑2个因素对谐振频率设计的影响:一是电网阻抗和滤波器电感的变化,采用基于几何平均法的LCL谐振频率设计方案可以适应这种宽范围变化;二是背景谐波,通过分析多个频率间的交互作用对并网电流的显著影响,推导子稳定域判据,进而得出优选的LCL谐振频率值。其次,结合桥臂侧最大电流纹波方程,建立一种简单且鲁棒性强的LCL滤波器参数计算方案。最后,基于RT-LAB对所提出的LCL参数设计方法进行实验验证,证明理论分析的正确性。

摘要：分布式可再生能源接入配电网远端场景下,并网逆变器系统可能同时受到弱电网较大内阻抗及其背景谐波的影响,而仅优化并网逆变器的控制设计却不易有效解决这一问题。提出一种弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制方法。该方法将并网逆变器电网电压全前馈控制与并联接入的有源阻尼器相融合,利用前者抑制谐波电压畸变的影响,利用后者重塑并网系统的输出导纳,抑制并网系统与弱电网间的谐振。同时,给出有源阻尼器虚拟电阻阻值的设计方法以及提升并网系统的截止频率的方法。基于Matlab/Simulink的时域仿真结果表明,所设计的并网系统既能够有效抑制谐波电压畸变引发的并网电流畸变,也能够抑制因网侧导纳存在而引起的谐波谐振。

摘要：为保证并网逆变器的并网电流与电网电压同步,通常采用锁相环获取电网电压相位信息。同时,为提高并网电流质量,常考虑在回路中加入电网电压前馈。然而,当逆变器工作在弱电网下时,它们均有可能对系统的稳定性带来负面影响。该文以单相LCL型并网逆变器为例,旨在研究弱电网下锁相环和电网电压前馈造成系统不稳定的原因并进行优化。针对2 个不稳定因素存在的情况,该文提出一种导纳合成相量法来分析多个导纳共同作用时的影响机理。考虑到带通滤波器可以衰减不稳定因素的影响,文中加入带通环节对系统的鲁棒性进行优化。结合上述导纳合成相量法的分析结果,确定带通环节的设计目标,并进一步给出带通环节参数的具体设计过程。结果表明,并网逆变器加入优化设计的带通环节后,即使在电网阻抗变化范围较大的情况下,系统仍能稳定工作。

摘要：弱电网下主要呈感性的电网阻抗具有不确定性,且宽范围变化的阻抗值会严重影响系统的控制性能。当控制系统中含有变化的参数时,采用自适应控制是一个有效的解决方案。因此,基于系统敏感度提出了一种自适应控制设计方法,其设计原则是尽可能保持控制系统的闭环传递函数不变,该方法可适用于不同的控制系统以及控制器。在LCL型并网逆变控制系统中,采用了并网电流反馈作为外环、滤波电容电流反馈作为内环的双闭环控制系统,并对其进行了敏感度分析,设计了一种自适应电流控制策略。通过Matlab/Simulink仿真平台,建立了弱电网下LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。