逆变器的并网运行控制策略综述
光伏并网逆变器的控制策略研究
光伏并网逆变器的控制策略研究光伏并网逆变器是将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电并与电网进行连接的设备。
其控制策略的研究对于提高光伏发电系统的发电效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将从控制策略的目标、常见的控制策略以及研究中面临的挑战等方面进行综述。
光伏并网逆变器的控制策略的主要目标是实现光伏发电系统与电网之间的安全、稳定地交流功率传输。
为了达到这个目标，控制策略需要同时考虑逆变器的功率输出、电网的频率与电压以及光伏阵列的最大功率点追踪等多个因素。
常见的光伏并网逆变器的控制策略有以下几种：1.基于传统的电压与频率控制策略：该控制策略通过通过调整逆变器的输出电压与频率来实现光伏发电与电网的匹配。
这种控制策略简单直观，但对于电网电压与频率的变化较为敏感，在不稳定的电网条件下可能会导致逆变器输出功率的波动。
2.基于功率调节的控制策略：通过监测逆变器的输出功率与光伏阵列的实际发电功率之间的差异，并调整逆变器的输出电压与频率来实现功率的匹配。
这种控制策略能够实时跟踪光伏阵列的最大功率点，并能够更好地适应电网的变化。
3.基于自适应控制的策略：该控制策略通过建立逆变器与光伏阵列、电网之间的模型，实时调整控制参数以适应系统的变化。
这种控制策略能够提高系统的响应速度与稳定性，但对于逆变器与光伏阵列、电网之间的模型的准确性要求较高。
光伏并网逆变器的控制策略研究面临着一些挑战。
首先，光伏发电系统与电网之间存在的互动关系较为复杂，因此需要建立准确的数学模型进行研究。
其次，光伏发电的输出功率受天气、光照等因素的影响较大，因此对于最大功率点的追踪需要应对这些不确定性。
此外，光伏发电系统的规模不断扩大，需要研究大规模光伏并网逆变器的控制策略。
最后，光伏发电系统与电网之间的交流功率传输需要满足一定的安全性与稳定性要求，因此需要开展相关的安全性与稳定性分析。
在光伏并网逆变器的控制策略研究中，可以采用理论分析、仿真实验以及实际系统的测试等方法进行。
逆变器并联系统的控制策略研究
逆变器并联系统的控制策略研究逆变器并联系统的控制策略研究主要涉及逆变器的运行控制和并联系统的协调控制两个方面。
逆变器的运行控制策略研究主要包括以下几个方面：1. PWM控制策略：通过调节逆变器的开关频率和占空比实现输出电压的控制，常用的控制策略有Carrier-Based PWM、Space Vector PWM等。
2. 控制模式选择：逆变器可以采用直流电流控制、直流电压控制或者交流电流控制等多种控制模式。
不同的控制模式适用于不同的应用场景，需要根据具体要求选择合适的控制模式。
3. 控制方式选择：逆变器的控制方式可以采用闭环控制或者开环控制，闭环控制可以提高系统的稳定性和动态性能，但增加了系统的复杂性和成本。
4. 多电平逆变控制策略：多电平逆变控制策略可以通过增加逆变器的电平数来提高输出波形质量，降低谐波含量，常用的控制策略有多电平对称调制、多电平与合成等。
并联系统的协调控制策略研究主要包括以下几个方面：1. 功率分配策略：在并联系统中，各逆变器的功率分配对于系统的正常运行至关重要。
常用的功率分配策略有平均负载功率法、功率最大电流法、功率分配比例法等。
2. 电流共享控制策略：并联系统中的逆变器需要实现电流共享，即各逆变器的输出电流要保持一致。
常用的电流共享控制策略有主从控制、自适应控制等。
3. 故障容错控制策略：并联系统中的任何一个逆变器出现故障都会对整个系统产生影响，因此需要具备故障容错的能力。
常见的故障容错控制策略有失效检测与切换、故障恢复等。
4. 智能化控制策略：随着智能化技术的发展，可以利用人工智能、模糊控制、神经网络等方法对并联系统进行智能化控制，提高系统的性能和稳定性。
以上是逆变器并联系统控制策略研究的一些主要内容，研究人员可以根据具体需求选择合适的策略进行研究。
并网逆变器新型控制策略的研究
并网逆变器新型控制策略的研究近年来，由于可再生能源发电的发展，并网逆变器已成为可再生能源发电系统中不可或缺的成分。
逆变器可以将直流电能转换为交流电能，从而符合现代电网对电压和频率的要求。
然而，由于电网的特定结构，逆变器的控制要求实时变化，并且控制的精度也会受到影响。
因此，研究新型的控制策略，以获得更准确的控制操作，是进行可再生能源技术发展的重要方面。
首先，对并网逆变器进行建模。
逆变器由输入端、负载端和控制部分三部分组成，他们之间具有联系，可以建立建模方程，确定各参数之间的关系。
该内容可以从理论和实验二方面进行。
从理论上，可以分析复杂的系统模型，如空间矢量控制，电流控制等；从实验上，可以通过试验分析系统的模型参数，如电压、频率、功率、容量等，从而获得准确的控制策略。
其次，构建新型的控制策略。
当前，研究者倾向于通过空间矢量控制（SVP）和多旋翼矢量控制（MVP）方法，进行并网逆变器的控制。
SVP是在标准的四步逆变器中实现的，其特点是输出的端电压的控制精度更高，可以更好地适应变化的负载要求；MVP在控制精度和抗干扰性能上有优势，但还需要更多的适应技术来实现。
有可能构建将SVP和MVP进行结合的新型控制策略，从而更好地满足负载要求，同时具有较低的控制噪声和较高的抗干扰性能。
最后，确定新型控制策略的性能。
新型控制策略的性能可以从负载响应、抗干扰性能、噪声抑制能力、功率因数、故障容忍等多个方面来评估。
其中，负载响应指的是在变化的负载需求下，逆变器能够及时输出适应的电压和频率，从而满足负载的要求；抗干扰性能指的是逆变器能否稳定发挥自身功能，而不受外界噪声的影响；噪声抑制能力指的是逆变器中控制噪声的大小，功率因数指的是负载功率与输入功率的比值；故障容忍指的是逆变器在发生故障时，能否仍保持电压稳定，负载不受影响。
综上所述，并网逆变器新型控制策略的研究包括建模、构建新型控制策略、确定控制策略性能等内容。
有效地实施新型控制策略，不仅可以满足负载的变化要求，而且还可以在抗干扰性能和噪声抑制能力方面有所改善，从而为可再生能源发电的发展提供了重要的技术支持。
并网逆变器控制策略研究报告
并网逆变器控制策略研究帅(理工大学电气与电子工程学院，255091)摘要：并网逆变器的控制策略是实现有效并网的关键。
本文介绍了根本的调制技术与电压相位检测技术,为后续控制策略的展开打下了根底。
接下来,对目前主流的几种环控制策略进展了分析,并选择基于网侧电压定向的直接电流控制策略进展了设计。
关键词：并网逆变器控制策略调制检测技术环控制中图分类号：TK81 文献标识码：A在三相并网逆变器控制系统中,并网的电流必须是与电网电压同频同相的正弦波电流,另外直流侧母线电压的稳定也非常重要。
并网逆变器的控制通常采用双闭环的控制方案。
外环采用直流母线电压环,以控制母线电压的稳定；环常采用的有两种控制方案,一种是电流环闭环,另外一种是采用直接功率控制,环的作用主要是跟踪外环输出的指令信号,如实现电流的正弦控制或者系统的有功功率无功功率的控制。
环控制动态性能的好坏对外环有着直接影响,因此控制系统的环设计非常关键。
环采用的两种主要控制方案中,电流环控制技术又分为间接电流控制和直接电流控制。
间接电流控制不需要采取电流信号,控制构造相对简单,但是对系统的参数很敏感,不利于滤波参数的设计,系统的动态性能较差,此种控制方式主要用在动态响应要求不高的场合。
直接电流控制以实际电流采样作为反应量,系统的动态性能很高,便于系统参数的设计,但是控制算法相对复杂。
环的另外一种控制方案是采用直接功率控制,系统的有功和无功实现了解耦控制,由瞬时无功功率理论,系统的有功分量和无功分量可以在两相静态坐标系下得到,也使坐标变换得以简化,系统的动态响应快。
除了上面两种环控制方案外,基于虚拟磁链的环控制技术也得到广泛关注。
将并网逆变器的网侧看作一台虚拟电机,虚拟电机的定子电感和定阻对应网侧电感及等效电阻。
虚拟磁链对应网侧电压的积分。
虚拟磁链的控制方案不需要采取网侧电压,使系统构造简化,提高了系统因网侧电压畸变引起的扰动,不过控制算法相对繁杂。
1 PWM调制技术及电压相位检测介绍1.1 PWM调制技术PWM控制技术被广泛应用在变频调速和各种需要变流场合,其在逆变电路中的应用最广,也正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了PWM技术在电力电子技术中的重要地位。
LCL型三相并网逆变器控制策略综述
图 3 所示为无差拍电流控制的框图
图 2 dq 坐标系下 LCL 滤波器的结构框图
4 控制策略 4.1 基于无源阻尼的无差拍控制策略
目前较差拍电流控制的框图， 根据系统的稳定性和动态响应要求选择合 适的 kp1、kp2、kp3 参数，对无差拍控制 的增益进行修正。无差拍控制方法与传统 的 SVPWM 整流器相比，脉冲宽度根据整 流器当前的电路状态实时确定，因而具有 更优越的动态性能。文中给出的方法将无 差拍与传统的 PI 控制方法相结合，即利用 了无差拍控制的快速动态响应特性，又利 用 PI 控制具有的较强的鲁棒性，设计出来 的控制器具有良好的性能。但是无差拍控 制需要的传感器较多，这就增大系统的体 积，也会使得系统的成本增加。故这种控 制策略并未得到广发的应用。
LCL 型三相并网逆变器控制策略综述
摘要 随着新能源发电技术的发展，并网发电系统得到越来越广泛的应用，在并网系
统中并网逆变器是其核心部件。然而，过多的并网逆变器与电网相连会导致系统的谐波分 量的增大，进而影响系统的稳定性。通过对并网逆变器输出端加入滤波器，可以有效的减 少谐波的注入。但是滤波元件的加入会影响逆变器的稳定性，对逆变器的控制策略提出了 更高的要求。本文，通过对电压型三相并网逆变器分析为例，给出了 LCL 型滤波器的数学 模型，并对一些控制策略进行分析和比较。最后，展望了基于 LCL 型滤波器的三相电压型 并网逆变器控制策略的研究热点和研究方向。
di1 udc sk sk uc L1 dt k a ,b ,c di uc L2 2 e dt i C duc i 2 1 dt i C dudc i s dc dc 1 k dt k a ,b ,c
关键词：LCL 型滤波器 控制策略 并网逆变器 1 引言
风力发电并网逆变器控制策略分析
风力发电并网逆变器控制策略分析风力发电并网逆变器控制策略分析风力发电并网逆变器控制策略是风力发电系统中至关重要的一部分，它负责将风力发电机产生的交流电转换为与电网同频率、同相位的电能，并将其注入电网中。
这篇文章将通过逐步思考的方式介绍风力发电并网逆变器控制策略。
首先，风力发电机产生的交流电通常具有不稳定的频率和相位。
由于电网的频率和相位要求非常严格，因此逆变器需要先对输入的交流电进行稳定化处理。
这一步骤通常包括使用滤波器来去除交流电中的谐波和电压波动，从而得到稳定的交流电。
接下来，逆变器需要将稳定的交流电转换为直流电。
为了实现这一转换过程，通常使用整流器来将交流电转换为直流电。
整流器可以采用半控制或全控制技术，具体选择哪种技术取决于系统的需求和设计。
一旦交流电转换为直流电，逆变器需要将其转换回交流电，并与电网同步。
为了实现这一步骤，逆变器通常采用PWM（脉宽调制）技术。
PWM技术可以通过控制逆变器的开关器件，调整输出电压的幅值和频率，使其与电网同步。
然而，仅仅与电网同步是不够的，逆变器还需要满足一些其他的要求。
首先，逆变器需要根据电网的需求调整输出功率。
这通常需要使用电流控制技术，通过调整逆变器的输出电流，使其满足电网的功率需求。
其次，逆变器还需要实现无功功率控制。
无功功率是指电网中的虚功，它是维持电网电压稳定的重要因素。
逆变器可以通过调整输出电流的相位，来控制无功功率的注入。
最后，逆变器还需要实现对电网中的故障和异常事件的保护。
例如，当电网发生短路或过载时，逆变器需要能够及时切断与电网的连接，以确保系统的安全运行。
综上所述，风力发电并网逆变器控制策略包括稳定化处理、整流、PWM技术、功率控制、无功功率控制以及系统保护等多个步骤。
通过合理地设计和控制逆变器，可以实现风力发电系统与电网的有效并网，从而实现可靠、稳定的电力供应。
三相光伏并网逆变器控制策略
01 引言
03 结论
目录
02 正文
引言
随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，可再生能源的开发与利用逐 渐成为人们的焦点。太阳能作为一种清洁、无限可用的能源，具有巨大的发展 潜力。三相光伏并网逆变器作为太阳能并网系统的重要部件，其控制策略对于 提高整个系统的性能和稳定性具有举足轻重的作用。本次演示将围绕三相光伏 并网逆变器的控制策略进行阐述，以期为相关领域的研究与实践提供有益的参 考。
4、实现方法
在实现三相光伏并网逆变器的控制策略时，需要结合实际应用场景和具体设备 进行选择和调整。首先，需要选择合适的控制环路和开关器件调制方法。其次， 需要根据系统的特点和需求，对控制策略进行优化和改进。此外，还需要进行 仿真和实验验证，以确保控制策略的有效性和器为例，采用间接电流控制策略的系统稳态运 行性能较直接电流控制策略更为优越。但在动态性能方面，预测电流控制策略 表现更为出色。因此，在实际应用中，可以根据具体需求和场景，结合多种控 制策略的优势，设计出一种混合控制策略，以实现三相光伏并网逆变器的最佳 性能。
3、控制策略
3.1直接电流控制
直接电流控制是一种常见的三相光伏并网逆变器控制策略。该策略通过直接控 制并网电流的幅值和相位，来实现逆变器的并网运行。这种控制策略具有实现 简单、易于数字化的优点。然而，由于其控制系统较为复杂，且易受电网电压 波动的影响，因此需要引入电流反馈和电压前馈等环节以提升系统性能。
结论
三相光伏并网逆变器的控制策略是提高整个并网系统性能的关键。本次演示对 三相光伏并网逆变器的控制策略进行了详细的分析和比较，介绍了直接电流控 制、间接电流控制和预测电流控制等多种策略的原理、优缺点及实现方法。通 过实际案例的分析，表明不同的控制策略在不同的场景下可能会表现出不同的 优势。因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择和设计合适的控 制策略。
光伏并网逆变器的控制策略
光伏并网逆变器的控制策略光伏并网逆变器的控制策略摘要：本文针对使用较多的单相两级非隔离型光伏并网逆变器拓扑和三相单级工频隔离型逆变器拓扑，分别简要分析了其控制策略，包括MPPT原理、电网电压锁相、同步并网正弦电流指令生成、逆变器电流闭环控制、SPWM控制。
分别给出了控制系统结构框图。
1 引言本专题的第一篇论文介绍了作者所在实验室使用的三种光伏并网逆变器的主电路拓扑。
限于篇幅，本文主要介绍“单相两级非隔离型7kW”和“三相单级工频隔离型20kW”两种拓扑的控制策略。
“单相高频隔离型250W微型逆变器拓扑”比较特殊，目前市场上用得较少，其控制策略也不具有一般性。
光伏并网逆变器的控制策略主要包括三大块：最大功率点跟踪（MPPT）、孤岛检测和控制、以及通过逆变器实现单位功率因数并网发电。
本专题中第三篇论文“光伏并网控制系统最大功率点跟踪（MPPT）方法”专门讨论MPPT的相关问题；第四篇论文“光伏并网发电系统的孤岛检测方法”专门讨论孤岛检测问题。
本文中重点介绍单位功率因数并网的相关技术，包括：电网电压锁相、并网电流指令信号的生成、并网电流跟踪控制、SPWM 控制方式等；单相两级变换拓扑还包含一个电压控制外环。
至于MPPT和孤岛检测，本文只介绍它们与其它部分之间的关系。
2 单相并网逆变器控制策略单相并网逆变器的电路拓扑见本专题第一篇论文的图8，其控制系统结构框图示于本文图1。
其中，上半部分通过控制前级Boost电路实现MPPT功能；下半部分实现单位功率因数并网发电，包括孤岛检测功能。
下面分别讨论。
2.1 BOOST电路控制与MPPT图1中，us1和is1分别表示光伏阵列（由PV组件串并联而成）输出的直流电压和电流，us1和is1经ADC进入DSP（或ARM）成为数字信号。
PV板电压us1和电流is1用于MPPT计算，根据MPPT算法实时地求出电压指令u*，u*再与三角载波比较得出PWM控制信号，PWM信号用来控制Boost电路的开关管。
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逆变器的并网运行控制综述
葛玲
摘要：本文在阅读已有资料的基础上，对光伏逆变器并网运行的控制策略进行了总结。
主要包括逆变器电压和电流模式两种控制，和先进的数字控制方法。
Abstract: In this paper, based on reading the existing data on the PV inverter for grid-run control strategy is summarized. Mainly include inverter voltage and current-mode two kinds of control,and advanced digital control methods.
0 引言
太阳能光伏发电[1]系统的运行方式主要分为离网运行和并网运行两大类。
离网运行系统：未与公共电网相联接，又称为独立光伏发电系统。
主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、通信中继站、边防哨所等场合提供电源。
并网运行系统：与公共电网相连接，共同承担供电任务。
当前世界范围内，大部分并网逆变器的直流侧一般采用电压源，逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。
市电系统可视为容量无穷大的交流电压源，如果并网输出采用电压控制，则实际上就是一个电压源与电压源并联运行的系统，这种情况下要保证系统稳定运行，就必须采用锁相控制技术使输出与市电同步，在稳定运行的基础上通过调整逆变器输出电压的大小及相位来调节功率。
如果逆变器的输出采用电流控制，则只需要控制逆变器的输出电流以
跟踪市电电压，同时设定输出电流的大小，即可达到并联运行的目的。
1 采用经典控制理论的控制策略[2]
1)电压均值反馈控制
它是给定一个电压均值，反馈采用输出电压的均值，两者相减得到一个误差，对误差进行PI调节，去控制输出，它是一个恒值调节系统，优点是输出可以达到无净差，缺点是快速性不好。
2)电压单闭坏瞬时值反馈控制
电压单闭环瞬时值反馈控制采用的电压瞬时值给定，输出电压瞬时值反馈，对误差进行PI调节，去控制输出，它是一个随动调节系统，由于积分环节存在相位滞后，系统不可能达到无净差，所以这种控制方法的稳态误差比较大，但快速性比较好。
3)电压单闭环瞬时值和电压均值相结合的控制
图 1电压型并网的输出电流控制原理图
采样并网电流Ig作为反馈，与设定值比较后作为电压基准Vref 的调节参考；同时电流的过零用于改变Vref的相位来调节输出电压的相位，使输出电流和市电相位180°反相，以此来调节输出功率。
2 电流型并网的输出电流控制
1)电流瞬时值滞环比较方式[3]
图 2 为采用滞环比较器的瞬时值滞环比较方式原理图。
并网电流Ig与参考电流Iref，两者的偏差△Ig作为滞环比较器的输入，产生电路中开关通断的PWM信号，从而控制并网电流大小。
图2 电流瞬时值滞环比较方式原理图
这种控制方案的特点： 1．实时控制，电流响应快； 2．控制方法简单； 3．若滞环的宽度固定，电流跟踪的误差范围是固定的，但开关器件的开关频率是变化的，这将导致电流频谱较宽，增加了滤波器设计的难度，可能会引起间接的谐波干扰。
2)电流瞬时值反馈和三角波比较方式[4]
图3为采用电流瞬时值反馈和三角波比较的方式，它将正弦参考电流Iref和瞬时值电流Ig比较后经过补偿网络调节再与三角波进行比较，从而输出PWM信号。
补偿网络多采用比例或比例积分调节。
图 3电流瞬时值反馈和三角波比较方式原理
3）SPWM电流跟踪方式[3]
该控制方法原理如图4所示。
将指令电流Iref与并网电流Ig的实时值进行比较，两者的偏差经P调节与三角波进行比较，以输出PWM信号。
图4 SPWM电流控制图
这种电流控制方法的特点： 1．跟随误差较大； 2．软件实现相对复杂； 3．输出电压中主要含有与三角波相同频率的谐波； 4．开关器件的开关频率固定地等于三角载波的频率； 5．电流响应相对于瞬时值比较方式较慢。
4)定时比较控制[5]
原理:利用一个定时控制的比较器，每个时钟周期对电流误差判断一次，发出相应的PWM信号需要至少一个时钟周期才会变化一次，器件的开关频率最高不会超过时钟频率的一半。
定时比较控制的特点: 1． PWM开关频率固定，减少功率开关器件的损耗，增加使用寿命。
2．电流跟随误差是不固定的，在参考电流变化较快的地方，跟踪效果不好，载波较低时，电流毛刺较大。
3 数字控制技术介绍
1. PID控制[6]：PID控制发展相对成熟，其设计简单、参数易于整定，因此在实际的工程实践中得到广泛的应用。
在数字控制中采用PID控制可以避免出现在模拟控制中使用PID时出现的模拟控制电流系统庞
大、可靠性低、调试复杂等缺点。
目前在数字PID控制中采用了结合其他补偿措施，如增加电压、电流的控制引入，使得逆变器的数字PID 控制效果得到良好的改善。
2. 无差拍控制[7]：是一种根据逆变器系统的状态方程和输出反馈信号来计算下一个采样周期的脉冲宽度的控制方法。
无差拍控制需要借助微处理器来实现PWM的输出。
无差拍控制的暂态响应快；输出波形在开关频率不高的情况下同样能保持良好的波形；输出电压的相位不受负载的影响；但系统的鲁棒性不强，当系统参数有波动时，容易导致输出性能恶化，系统不稳定；并且该控制方法的瞬态超调量较大。
3. 模糊控制[8]：目前将模糊控制技术应用在逆变器的控制上的研究也越来越多，因为模糊控制器不需要受控对象有精确的数学模型，控制的时候有较强的鲁棒性和自适应性，因此采用模糊控制能有效的对复杂的电力电子系统做出判断和处理；同时在使用模糊控制时，可以快速的查找模糊控制表的数据，因此在实际的控制中，可以通过选取高的采样率来提高控制的精度。
但是通常需要将模糊控制与其他控制方式相结合，用于补偿逆变器带非线性负载时，导致输出电压跌落的现象。
4. 滑模控制[9]: 在逆变器的控制中要求系统在闭环工作时，不易受到参数变化和外界干扰的影响，根据这个要求在逆变器的控制中引入滑模控制。
实际的工作中发现，采用模糊控制逆变器的输出波形有较好的暂态响应，但稳定性较差，需要在滑模控制系统中加前馈控制。
4)重复控制[10]: 重复控制是根据内模原理，对指令和扰动信号均设了
一个内模，因此可以达到输出无净差，缺点是动态响应比较慢，且需要比较大的内存。
4 总结
本文详细总结了并网逆变器的控制策略，主要包括电压控制和电流控制。
随着控制芯片性能的日益增强，新的控制方式如神经网络控制、状态反馈控制、重复控制、滑模变结构控制、无差拍控制、模糊控制等逐渐进入了电力电子技术的控制领域。
参考文献
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[10] 李俊林, 熊健,康勇,基于双环控制和重复控制的逆变器研究.
电源技术应用2004 04期.
LI Jun-lin XIONG Jian KANG Yong。