小功率光伏并网逆变器控制系统的设计

阐述了一种小功率光伏并网逆变器的控制系统．该光伏并网逆变器由DC-DC变换器与DC-AC变换器两部分组成，其中DC—DC变换器采用芯片SG3525来控制，DC—AC变换器采用数字信号处理器TMS320F240来控制．由于数字信号处理器DSP实时处理能力板强，采用合适的算法能确保逆变电源的输出功率因数接近l，输出电流为正弦波形．该控制方案已经在实验室得到验证．     

直接功率控制在三相光伏并网系统中的研究

逆变器的控制在光伏并网系统中起着核心的作用,在三相光伏并网系统的基础上对并网逆变器提出了一种直接功率控制的方案。直接功率控制(DPC)仅需要测量交流侧的电压与电流,通过坐标转换,计算出瞬时有功功率与无功功率,得到的结果分别与PI调节得到的参考有功功率以及给定无功功率进行比较,经过滞环比较器,开关表等环节来控制并网变流器。Matlab/Simulink仿真结果表明,并网逆变器直接功率控制方法简单,并网功率因数接近于1,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能。     

一种新型单相三开关光伏并网逆变器研究

光伏逆变器由于受外界因素以及逆变器的一些内在因素的影响,导致逆变器对输入电压的要求很严格。传统的逆变器加变压器的方法和多级级联的方法不能够妥善解决输入电压适应性的问题。为满足对大范围直流电压输入变化的适应性要求,同时实现光伏并网逆变器逆变与升压两个功能,提出了一种新型的单相三开关光伏并网逆变器拓扑。采用高频开关器件和反激变换器,替换了传统笨重的工频升压变压器,使得逆变器的体积、重量及成本降低,易于集成,且提高了变换效率。实时波形反馈技术的闭环SPWM（sinusoidal pulse width modulation）控制方法,可提供快速响应。通过一个小的交流滤波器可获得低谐波失真的正弦输出。对理论分析结果进行仿真验证,结果表明该新型单相三开关光伏并网逆变器具有拓扑简单,适应大范围直流输入电压变化,可靠性高等优点。     

三相级联H桥光伏并网控制研究

级联H桥多电平逆变器由于开关管承受应力较小,且并网电流谐波含量低等优点,使得其在高压大容量光伏并网发电系统中,具有广阔的应用前景。级联H桥多电平逆变器光伏并网发电存在光照强度和温度不均匀、光伏板老化或被遮光等问题,会造成级联H桥逆变器各相输出功率不平衡,从而导致并网电流不对称。文章以基于DC/DC变换器的三相级联H桥光伏并网系统为研究对象,提出了一种零序注入法,通过特定方波减去正序外包络电压得到所需零序分量,使得在各相输入功率不相等的情况下,并网电流仍能与电网电压同相。在MATLAB/Simulink环境下进行仿真研究,结果表明,并网电流谐波含量满足IEEE Std.929-2000标准,能够实现单位功率因数运行。     

宽输入电压范围单相光伏并网变换器的控制策略

双级型光伏并网变换器中,如果光伏阵列电压接近或高于直流母线电压,升压斩波器将不能正常工作．为了扩大变换器对输入电压的适应范围,本文为双级型变换器增加了单级式工作模式：当光伏阵列电压高于逆变所需的直流母线电压时,切除升压斩波器,由并网逆变器实现最大功率点跟踪．在临界电压附近设置滞环,以免升压斩波器频繁投切．通过上述方法,当光伏阵列的电压在150V到550V的宽范围内变化时,变换器都能良好工作．实验结果验证了本文方法的可行性．     

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制

针对小功率单相并网逆变器传统网压前馈的PI（比例积分）控制器在跟踪正弦电流指令时存在稳态误差和抗干扰能力差等方面缺陷,文中给出了一种PR（Proportional-resonant比例谐振）控制器,并在稳定性、稳态误差和抗干扰性能上比较了PI和PR两种控制器.最后,搭建了仿真和实验平台,对理论分析结果进行验证.结果表明PR控制器在单相并网电流控制更具有优越性.     

基于LCL滤波器的单相光伏并网三环控制策略

引入LCL滤波器代替L型和LC型滤波器。分析了有源阻尼算法,针对在光照过强的条件下由于输入功率和输出功率不匹配出现的直流母线过电压现象,提出直流母线电压环、电网电流环、电容电流环三环控制策略,稳定直流母线电压。搭建了单相光伏并网控制系统模型,详细分析了所设计的控制策略,仿真结果表明,采用新型控制策略能有效控制直流母线电压,改善入网电流品质,提高系统的稳定性。     

单级光伏并网多逆变器系统并联交互影响分析

在弱电网条件下,多逆变器间、多逆变器与电网间的动态交互作用影响着电力系统的电能质量和稳定性,易引发谐波谐振等问题.为了研究单级光伏并网多逆变器系统的谐波谐振特性,考虑光伏源与系统之间的交互作用,采用模态分析法对谐振问题进行了系统的分析与讨论.首先,根据三相单级式光伏并网系统结构及控制策略,建立了多逆变器戴维南等效模型;其次,通过构建多逆变器系统节点导纳矩阵,应用了一种能够确定系统谐振频率、谐振中心以及各节点参与程度的模态分析方法,从逆变器台数、外界环境、输电距离3个方面研究了系统谐振特性与变化规律;最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台,通过搭建三相单级式光伏并网多逆变器系统仿真模型,验证了模态分析法的正确性与有效性.研究结果表明:当逆变器台数增加时,低频谐振频率呈降低趋势,依次为30、27、25次谐波,高频谐振频率为2 230 Hz保持不变;当外界环境温度降低时,低频谐振频率逐渐升高,依次为22、23、24次谐波,高频谐振频率固定约为2 225 Hz;当输电距离增长时,低频与高频谐振频率均逐渐降低且变得接近.     

独立光伏照明系统中的逆变器续流与抑制

分析了独立光伏照明系统中感性和容性负载的串并联谐振逆变电路时开关管死区内的续流特性．用高次谐波的感性电流抵消基波容性电流,可减小串并联谐振开关管死区内的续流,抑制系统的谐波成分和电磁干扰,提高功率因数．实验结果表明,采用上述方法,使独立光伏照明系统的串并联谐振电路的续流值减小到约67mA．     

船舶并网光伏电力系统稳定性

为分析高渗透率光伏并网导致船舶电力系统等效转动惯量降低,静态和暂态稳定性恶化的问题,以中国首艘集成并网光伏电力系统的“中远腾飞”轮汽车滚装运输船为研究对象,根据船舶电力负荷计算书和电气系统图建立了船舶并网光伏电力系统仿真模型;光伏并网逆变器采用恒功率控制策略,对比了牛顿-拉夫逊、XB快速解耦、BX快速解耦、龙格-库塔、Iwanoto和简单鲁棒算法在系统潮流分析中的效果差异;对比了8组仿真算例,研究了不同光伏渗透率下系统的静态稳定性,分析了光伏并网运行中连续负载和艏侧推器顺次启动过程对系统暂态稳定性的影响。分析结果表明：牛顿-拉夫逊法的迭代次数仅为4次,动态仿真时长仅为Iwanoto算法的10.4%,其他6项评估参数与多种算法结果均值一致,在6种方法中最适于计算强耦合刚性电力系统潮流;随着光伏渗透率的提升,其系统的总有功和无功功率损失呈增长趋势,尤其当渗透率超过33.36%时,无功功率损失是有功功率损失的10倍;21.32%渗透率下,与同步发电机组相同功率等级的动力负载启动将导致船舶电力系统同时出现暂态功角和电压失稳;并网型光伏系统能够快速补偿船舶电力系统的低频振荡,但不能在维持或恢复船舶电力系统暂态稳定过程中起到有效作用。     

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.     

基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器控制研究

为改善微电网系统中的输出电能质量,针对并网逆变器输出电流中存在的谐波问题,设计了一种附加谐波补偿器的QPR控制器.首先,建立三相并网逆变器系统的数学模型;然后针对QPR控制方法无法消除逆变器输出电流中谐波的问题,构造了QPR调节器与谐波补偿器并联的电流控制器,以实现对逆变器输出电流中谐波的抑制;最后建立基于QPR调节器谐波补偿的并网逆变器仿真模型.仿真结果表明,所构建的电流控制器系统具有谐波补偿能力,采用该控制策略的并网逆变器系统具有高质量的输出电流和较小的功率及频率波动.     

基于单相Heric并网逆变器的模型预测电流控制

针对单相Heric并网逆变器,为了提高并网电流的电能质量,提出一种基于虚拟电压的模型预测电流控制系统策略.首先,通过分析单相Heric逆变器的工作模态,建立了单相并网系统的数学模型;其次,由于常规Heric逆变器在开关转换过程中只能输出V_(dc)、0、-V_(dc)三种基本电压值,使其输出电压跳变幅度较大,从而导致并网电流谐波含量高,因此,提出了基于伏秒平衡原理增加Heric逆变器输出虚拟电压的解决方法;最后,仿真实验验证了该控制策略的正确性和有效性.仿真实验结果表明:所提出的基于虚拟电压的MPCC策略能够改善单相Heric并网逆变器的输出电压波形,能够保证并网电流快速、准确地跟踪其电流参考值,降低了并网电流的总谐波失真率.     

基于改进双闭环控制的光伏并网系统研究

光伏并网系统在光照太强的情况下往往出现输入功率与输出功率不匹配,导致直流母线电容上电压过高的危害.针对这一现象提出一种新型的控制策略,对Boost电路采用三环控制的方案,即传统的电压外环和电流内环再加上直流母线电压保护环,使电路在直流母线电容电压上升时,能自动调节输入功率以匹配输出功率,保证系统额定功率输出,避免系统因直流母线过电压故障导致的系统功率丢失,以提高光伏并网系统工作的可靠性.文中采用两级式结构的单相光伏并网系统,对其控制系统进行了详细地分析设计,并通过PSIM软件进行仿真,验证了该控制策略的有效性.     

单相LCL型并网逆变器的延时减小与补偿方法

数字控制的LCL单相并网逆变器会产生控制延时,这会严重影响系统环路特性.为了解决此问题,提出了一种基于双电流闭环即时采样与零极点补偿结合的控制策略.首先,分析了传统电容电流反馈控制的LCL并网逆变器产生的延时对系统有源阻尼特性的影响;其次,分析了并网电流环的延时对系统幅频特性的影响;之后,对电容电流环和并网电流环采用即...     

太阳能光伏技术的研究与发展

分析了发展太阳能光伏技术的必要性,介绍了世界各国家的太阳能光伏发电的情况、特点及我国的发展现状.阐明太阳能光伏技术研究发展的趋势及特点,及光伏电池发展的三个阶段,提出了新型光伏技术即三代太阳能光伏电池的设想.     

太阳能光伏技术的研究与发展

分析了发展太阳能光伏技术的必要性，介绍了世界各国家的太阳能光伏发电的情况、特点及我国的发展现状．阐明太阳能光伏技术研究发展的趋势及特点，及光伏电池发展的三个阶段，提出了新型光伏技术即三代太阳能光伏电池的设想．     

基于预测控制的光伏阵列最大功率点跟踪方法

针对传统PI控制的光伏系统在外界环境变化剧烈时无法及时跟踪最大功率点的问题,提出基于预测控制的光伏阵列MPPT跟踪方法.选取两级并网逆变器为研究对象,在分析光伏电池发电原理和数学模型的基础上,基于改进传统电导增量MPPT算法,建立BOOST电路离散数学模型来预测目标时段的变化,以评价函数表示期望的控制结果,利用评价函数最小化确定最优开关状态,最终实现MPPT.以Matlab/Simulink为平台,进行的光伏系统在外界环境短时多次突变下功率响应的仿真实验表明:基于预测控制的MPPT方法输出功率稳定,且具有较高的灵敏性和准确性.