一种新型光伏并网逆变器同步控制策略

为使光伏并网逆变器能够实时跟踪电网电压,需要对逆变器实施一种合理的同步控制.常用的无差拍控制具有瞬时响应快、精度高等特点,但是其自身鲁棒性差,难以抑制非线性负载干扰信号的扰动,重复控制可以精确跟踪电网波形,有效抑制谐波,缺点是控制指令总会滞后一个周期输出,动态响应慢.基于此,提出了一种复合同步控制策略,建立了仿真模型,并在仿真软件Matlab/Simulink下进行了仿真实验.结果表明,该控制策略相比常用的控制方法精度高、稳定.它即提高了系统的响应速度又完善了输出波形,并且可以有效抑制非线性干扰信号的扰动.证明了新型复合同步控制策略在光伏并网逆变器中应用的可行性.     

基于直接功率控制策略的光伏并网逆变器的研究

研究了基于虚拟磁链定向的直接功率控制(VF-DPC)在光伏并网逆变器中的应用。针对虚拟磁链估算过程中的积分漂移问题设计了一种改进的虚拟磁链观测模型,有效地抑制了积分漂移。在两相静止αβ坐标系下估算瞬时有功、无功功率。经过功率滞环控制和电网电压矢量扇区判断得到开关状态表。搭建仿真模型,通过分析验证,系统稳定并且达到了并网的要求。     

一种鲁棒Smith预估器的设计方法

大滞后大惯性对象的控制一直是理论上得到重视但又没有得到充分解决的问题。 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器是用于大滞后大惯性对象的有效设计方法,但是对实际过程的参数变化很敏感。为改进 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器的鲁棒性,文章首先把 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器系统等效成为等价的内模控制系统,在对其稳定性和动态性能分析的基础上,根据回路成形的思想,提出了一种新的 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器的解析设计方法,所得控制器可等效成 Ｐ Ｉ Ｄ控制的形式,便于在实践中使用。理论分析和仿真计算表明,该方法能使闭环系统具有较好的动态性能和稳定性,而且鲁棒性较好     

基于定频SVPWM调制VF-DPC控制策略光伏并网逆变器的研究

将空间矢量调制(SVM)固定开关频率的直接功率控制应用到光伏并网逆变器控制策略中,从而克服了基于滞环比较的开关频率不固定的缺点。针对电网电压存在谐波对DPC控制性能的影响,本文采用了虚拟磁链定向的控制方式,提高系统的抗干扰能力。同时详细分析了虚拟磁链的估算,进而省去了电网电压传感器,降低了系统的成本。在Matlab/simulink建仿真模型,通过分析验证,系统稳定并且达到了并网的要求。     

用于光伏并网的组合级联式功率转换系统复合功率控制策略研究

根据光伏电站并网要求,分析了HC-PCS拓扑结构及特点,提出HC-PCS对光伏电站有功与无功综合补偿的复合功率控制策略.该复合控制策略兼顾光伏电站的有功平滑和电压稳定需求来确定HC-PCS的输出电流参考值,对HC-PCS输出有功与无功补偿进行协调控制,同时附加变化率控制,充分利用其快速功率调节特性,并且对电池充放电进行保护.对所提出的控制策略进行了仿真验证,结果表明,基于电池储能的HC-PCS可有效改善光伏电站并网特性,有助于提高光伏电站的低电压穿越能力,并对电网提供一定的动态无功支撑.     

采用统一虚拟阻抗控制的逆变器并联系统

多逆变器并联控制常在各逆变单元中添加虚拟阻抗提高功率均分精度,为简化各种工况下并联系统中各逆变单元的虚拟阻抗控制逻辑,提出一种统一虚拟阻抗控制方案.首先,对各逆变器所需的虚拟阻抗值统一进行自适应调节,提高并联系统的功率分配性能,增强供电可靠性;然后,在PLECS软件中搭建由两台逆变器组成的并联系统仿真模型,验证文中方案的有效性.研究结果表明:文中方案能够适应线路阻抗差异,有效提高并联系统稳态功率的均分精度,实现输出功率的灵活分配控制.     

基于改进MPPT算法的单级式光伏并网系统

为了克服传统两级式光伏并网系统在设备体积、成本和控制复杂度上均存在的不足,提出了一种无直流稳压环节的新型单级式光伏并网系统电路拓扑和适用于此拓扑的电压变化速度受限的最大功率点控制算法(VVSL-MPPT)。使用仿真和实验的方法,对系统的性能进行了验证。实验样机实现连续工作10h的稳定运行,输出稳定在系统最大功率点,并于14:00:00左右达到全天峰值。结果表明,在此算法控制下,系统可稳定追踪最大功率点,并对光照突变等恶劣情况,有较强的适应能力。     

基于线性自抗扰与重复控制的虚拟同步发电机并网逆变器控制策略

在强耦合、高精度控制等场合下,传统电压电流双闭环控制基于VSG的逆变器并网时会存在动态响应速度慢、抗干扰能力差的问题,由此提出基于VSG的新型电压电流双闭环控制策略,将线性自抗扰控制与重复控制相结合作为电压外环控制,电流内环仍采用PI控制,其中线性自抗扰控制抗干扰能力强,且加快了基于VSG的逆变器并网动态响应速度,重复控制提高双闭环控制跟踪精度。首先详细分析基于VSG的逆变器并网系统数学模型;其次进行线性自抗扰控制与重复控制的设计;最后在MATLAB/Simulink平台下搭建仿真模型,仿真结果表明：在功率扰动与三相短路故障工况下,所提控制策略加快了基于VSG的逆变器并网动态响应速度,且抗干扰能力强,跟踪精度高,验证了所提策略的有效性和可行性。     

大型并网光伏发电系统稳态模型与潮流分析

大型集中式并网光伏电站对区域电网稳态性能具有不可忽视的影响,该文研究了光伏并网发电系统的稳态模型和潮流分析方法。系统稳态模型基于电力电子变换原理和功率平衡原理建立,并考虑了最大功率跟踪(M PPT)控制策略。通过模型与光伏电站实测数据的对比,验证了模型准确性。利用该模型与电网潮流计算方法的交互,可评估光伏电站和电网在稳态性能方面的相互影响。在IEEE 30测试系统上分析了并网光伏电站的极限安装容量及对电网稳态性能的影响,结果表明现场太阳辐射条件是制约并网光伏电站极限容量的一个重要因素,大型集中式并网光伏电站对电网损耗和电压分布等稳态性能带来不同程度的影响。     

低漏电流中点钳位型光伏并网逆变器

为改善光伏并网逆变器的共模电压不恒定的问题,分析了全桥逆变器的共模等效电路,提出一种基于混合桥臂的中点钳位型光伏并网逆变器,通过连接于直流电容中点的2个二极管或2个开关管的钳位作用,使逆变器的共模电压在续流阶段保持恒定,并且与传统的具有中点钳位功能的H6电路相比,该结构具有更低的导通损耗和更为简单的控制方式.仿真和实验结果表明:改进的电路结构具有更低的共模漏电流和恒定的共模电压.     

光伏电池的最大功率跟踪以及并网逆变

光伏并网系统成本昂贵是阻碍其市场应用的重要原因,采用无直流传感器的光伏电池最大功率跟踪,在一定程度上降低了控制系统的成本,成为目前研究的热点内容。但目前文献提出的无传感器的光伏电池输出电流、电压的估算方法在估算精度、实时性、以及动态响应能力方面都具有一定的缺陷,使光伏电池的最大跟踪难以达到满意的效果,从而影响到光伏并网系统的输出性能。针对以上问题,提出了基于自适应滑模观测器实现的光伏电池输出电压的估算。该算法对外来干扰,模型参数误差具有良好的抑制能力和对光伏电池输出电压的跟踪具有良好的实时性、精确度。仿真和实验结果均验证了的通过该自适应滑模观测器实现的光伏电池最大功率跟踪和系统的输出具有良好的性能。     

改进bang bang控制的微网VSG自适应虚拟惯量控制策略

研究并网逆变器虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)控制策略在有新能源接入的电力系统中的频率稳定性问题.利用虚拟惯量的可变性,减少频率超调量并加快频率响应速度,提出一种基于改进bang-bang控制的微网VSG自适应虚拟惯量控制策略.首先,在bang-bang控制的基础上,设定一个频率稳态区间与稳态惯量.然后,通过建立微网孤岛运行模式下的VSG小信号模型,对虚拟惯量进行稳定性分析,确定虚拟惯量的取值范围及稳态惯量.最后,用Matlab/Simulink进行仿真实验,对比多种虚拟惯量控制策略,验证了所提策略的有效性.     

A composite controller for grid connected photovoltaic systems

This paper addresses a new composite controller for a boost-buck inverter to interface the photovoltaic array with the power grid. Based on dynamically tracking the maximum power point, two novel control methodologies are proposed to control the DC-bus and the output current for the inverter. First, a new linear cycle discrete control algorithm is introduced to realize linear control of the DC-bus voltage and synchronously get the reference current for the inner current loop with a little calculation. Then, to assure a good adaptability to noise and model uncertainty, an auto-disturbance rejection controller is chosen as the output current controller, which does not depend on precise mathematics model. Thus, output current of PV system to the grid is with low harmonic distortion and unity power factor. Simulations and experiments are performed, and the results show that the system is of excellent robustness and effective.     

三相光伏发电系统瞬时电流控制及其孤岛检测技术

以三相光伏并网系统为对象,研究了一种逆变器瞬时电流控制策略以及基于功率解耦控制和新型锁相环的孤岛检测方法.基于逆变器参数的瞬时电流控制作为内环控制器可以实现准确快速的电流跟踪,有功无功电流解耦控制作为外环控制器用来稳定逆变器直流电压稳定以及实现并网功率输出.还设计了一种基于无功-频率关系的锁相环,将该锁相频率作为正反馈...     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

基于准Z源逆变器的光伏并网控制

针对光伏电池工作时受光照强度、环境温度影响而导致输出电压具有较大波动性这一问题,构建了一种基于准Z源逆变器的光伏并网系统,并采用两级自然坐标控制,通过调节准Z源逆变器的直通占空比来控制直流侧电压稳定;同时,在abc自然坐标下实现对准Z源逆变器的有功和无功的独立控制,避免了参数不准确导致的电流解耦不彻底。对运行中出现的光伏电源输出波动进行的仿真和dSPACE实时控制实验表明,采用该控制策略的基于准Z源逆变器的光伏并网系统能有效抑制光伏电池输出电压波动对并网的影响,向电网输入更高质量的电能。     

基于Sugeno-Mamdani模糊模型的电流跟踪型光伏并网逆变器

针对并网光伏逆变器对于输入量变化大、控制算法复杂,开关频率大而导致逆变器发热的问题,提出一种分段控制策略.利用模糊控制算法对输入变化不敏感的特点,设计一种输出PWM控制信号变化较小的逆变器,从而减小开关器件的负荷达到提高逆变效率的目的.设计采用分段控制当输出误差很大的时候使用sugeno模型,当输出误差较小时使用mamdani模型,该文中以单相全桥逆变电路为例,给出详细的仿真分析,仿真结果表明,设计的逆变器与传统控制方法相比,具有稳定性好、抗扰动型强、开关频率低等优势,输出电流的总谐波失真(THD)为1.73%,能够与并网电压达到同频,输出功率因素非常接近1,达到了系统并网发电要求.     

神经网络控制算法在光伏并网逆变器控制中的应用

针对太阳能光伏发电并网逆变器的特点,分析了传统PID控制方法的局限性,详细介绍了基于BP神经网络整定的PID控制系统的设计方法,编写了光伏发电并网逆变器控制程序,并进行了计算机仿真实验.仿真结果证明,基于BP神经网络PID控制的光伏并网逆变系统具有抗干扰能力强、并网电流正弦波波形质量好等特点,完全能够实现与电网电压同频同相.