准PR调节下逆变器的非线性现象研究

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基于PR调节器的并网逆变器双闭环控制策略的研究

基于PR调节器的并网逆变器双闭环控制策略的研究

中 图分类 号 :M4 文献标 识 码 : 文章 编 号 :2 9 2 1 (0 20 — 0 9 0 T 6 A 0 1 — 7 32 1)3 0 1 — 4
近 年 来 . 能 、 阳 能 等 可再 生 能 源并 网发 电 风 太 技术 成 为研究 热 点 。并 网逆变 器作 为可 再生 能源 发 电系统 和 电网 的接 口设 备 , 着 重要 的作 用 。并 网 起 逆 变器 采用 L L滤 波 对高 次谐 波 衰减 效 果显 著 , C 而 且 在 低 开 关 频 率 和 电感 较 小 的情 况 下 较 单 电感 滤 波具 有 明显 的优 势 。但是 ,C L L的 引入 提 高 了 系统 的 阶数 , 因而 对 系统 的控 制策 略提 出 了更 高 要求 。
ZHOU e Xu —me ,XUE S - o g,CHEN -h i UN a i hi l n Yi u ,S Ch o,LI Xu U n
( oi i E g e r gC l g ,h n h i aimeU i.S a g a 2 1 0 ) L gs c n i ei o ee S a g a M r i nv,h n h i 0 3 6 t n n l t
国鼷 锗
基于 P R调节器 的并 网逆变器 双 闭环 控制策 略的研究
周 雪梅 , 薛士 龙 , 陈意 惠 , 超 , 荀 孙 刘
( 海 海事 大 学物 流 工程 学 院 , 上 海 上

2 10 ) 0 3 6
Байду номын сангаас
要 : 对传 统 P 控 制 器在 跟踪 并 网逆 变器 交流信 号 时存 在 静 差 的 问题 , 出了基 于 比例 谐 振 针 I 提
Ab t a t s r c :Be a s h r dto a Ic n r l ro r — o n ce n e tr c n to ti e o se d — t t r r d a — o p c u e t e ta i n lP o tol fg i c n e td i v re a ' b a n z r ta y sae er . u l lo i e d o c n r l s a e y wi r u r n o t l o tr lo a e n P o tol r a d c re t c n r l i n r lo a e n o to t t g t g i c re t c nr u e o p b s d o R c n r l n u n o to n e o p b s d o r h d o e c p c tr c re ti p o o e n t i p p r o mo e n n l sst e sa i t ft e c n r ls se a l a e i n t e a a i u r n s r p s d i h s a e . d la d a a y i tb l y o o t y t m, swel s d sg h o T h i h o p r mee s t e smu a in mo e sc n t ce o v rf h h o e ia n lssT e r s l s o s ta h s c n r l t tg a a tr , i lt d li o s u td t e i t e t e r t l ay i. h e ut h w h tt i o to r e y h o r y c a sa c n n t n y d o sai r c o t e a in , u lo h sa c r t r c i g a i t o a mo i. a o l o n tt ta k t h c sg a b t s a c u a eta k n b l y f r r n c o c a i h Ke wo d : g d c n e td iv r r P o t l r d a - o p c n r l n tt t c y r s r — o n ce n e t ; R c nr l ; u l lo o t ; o sai r k i e oe o c a

基于准PR控制的三相光伏并网逆变器研究

基于准PR控制的三相光伏并网逆变器研究

器正 向着 高效 、 高 可靠 性 、 智 能化 的方 向发展 , 影 响
着整 个光 伏系 统 以及 电网 的正 常 可 靠 运行 、 并 网供 电质 量 、 系统成 本 。
合 适 的三相 并 网逆 变 器控 制 策 略 , 以及 分 析控 制 后
的逆 变器稳 态 与动 态 性 能 , 需 要 建 立 三 相 光伏 并 网 逆 变 器 的数 学 模 型 [ 3 ( 图 1 ) 。

图 1 三 相 并 网 逆 变 电 路
在 图 1中 , 利用基 本 的 电路 原 理 ( KVL ) 建立 起
将式( 2 ) 代 人式 ( 1 ) 中可得 到
a 相 回路 方程
L 1 )

d i .
“。: = = 乱 。 N+ N 0: : = 出T。+
( 2 )
[ 摘 要 ]在 光 伏 发 电并 网过 程 中 , 为 避免 光 伏 发 电 系统 的耦 合 影 响 电 网质 量 , 提 出 一 种 更 为 简 单 的 三 相 并 网 逆 变
器 的控 制 策 略 。利 用 MAT L AB / S I MUL I NK 建 立 在 两 相 静 止 坐 标 系 下 三 相 并 网 逆 变 器 的 数 学 模 型 , 采 用 外 环 为

口十 L。
十 。 d
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ


[ 收 稿 日期 ]2 0 1 4 —0 8 —1 4 [ 作 者 简 介]刘 倩 丽 ( 1 9 8 9 ~) , 女, 湖北监利人 , 湖北工业大学硕士研究生 , 研 究 方 向为 电气 工 程
第3 O卷 第 1期
刘倩丽 , 等
基于准 P R 控 制 的 三 相 光 伏 并 网逆 变 器研 究

供电技术的未来发展之路

供电技术的未来发展之路

策划特别44世界轨道交通2020.12供电技术的未来发展之路在12月5日召开是“第十届中国铁路电气化技术与装备交流大会”上,8位专家就畅谈了在新时代供电技术发展的新要求下,如何运用创新技术装备,如何协调设计、施工、运营、管理的体系,如何满足各方融合发展的要求,内容丰富、理念创新,为政策、管理、设计、运营、装备等提供了新的思考与借鉴。

新兴技术在接触网的应用中国铁路北京局集团有限公司天津供电段检测室主任孙德英分享了“高铁接触网缺陷智能识别技术探讨”。

他介绍,目前铁路供电系统主要利用2C、4C 进行接触网图像采集,以天津供电段为例,对管内津秦高铁进行一次2C检测大约产生12.83GB的视频数据,一次4C检测大约产生185600张照片,每一帧视频、每一张照片都需要人工分析。

这种需要大量人力对海量图片进行逐张分析的工作方式,导致了工作量巨大、识别效率低、缺陷检出率低、资源投入大、分析周期长的工作现状。

同时因职工业务水平良莠不齐,以及视觉疲劳等原因,经常出现设备缺陷遗漏、误判的问题,威胁高铁运行安全。

为保障高铁运营秩序,提高牵引供电的安全可靠性,国铁集团提出并构建了高速铁路供电安全检测监测系统(6C系统)。

6C系统的主要功能是对接触网设备零部件状态和弓网动静态参数进行检测,零部件状态检测主要是利用成像设备对接触网进行多角度的高清成像及存储,然后进行人工分析。

为提高图像数据分析效率和准确率,我们提出利用模式识别技术对采集的接触网图像数据进行处理,实现智能识别接触网缺陷的目标。

中国铁路上海局集团有限公司杭州供电段检测分析室主任周栋带来了“基于接触网6C系统的大数据分析应用展望”。

他表示,随着这几年接触网6C系统的建设发展,智能信息采集、智能图像识别分析技术逐步完善,把各系统、各部门产生的多源异构数据进行集中处理,对保证整个铁路供电系统安全运营有着重大意义。

同时,构建数据中心和可视化信息管控平台在线对接触网设备状态进行实时监测、综合分析,将各类零散的系统数据作为一个统一的整体来进行大数据状态监测,实现精确定位设备缺陷、预测设备缺陷周期、精确缺陷处理数据、智能识别并提供缺陷处理指导方案等功能,对接触网的运行检修管理有着切实作用。

基于PR控制的电流控制型逆变器研究

基于PR控制的电流控制型逆变器研究

基于PR控制的电流控制型逆变器研究
闫利峰;亓迎川;苏巧;马海卫
【期刊名称】《空军预警学院学报》
【年(卷),期】2012(026)001
【摘要】为了克服采用比例谐振(PR)控制的并网逆变器对电网非基频处干扰信号
的抑制能力较弱的缺点,提出了一种电压前馈谐波补偿策略,即将电网中存在的3、5、7等高次谐波反馈到逆变器的控制端.通过对并网逆变器系统的理论分析建立了逆
变系统的数学模型和Simulink仿真模型,对系统运行过程进行了仿真研究.仿真结
果表明,采用电压前馈谐波补偿策略的逆变并网系统能够实现输出对参考无静差跟
踪的要求,有效地减小电网中的干扰,使得输出中的总谐波畸变度(THD)由3.61%降
低到0.31%,可应用于并网逆变器设计中.
【总页数】3页(P49-51)
【作者】闫利峰;亓迎川;苏巧;马海卫
【作者单位】空军雷达学院研究生管理大队,武汉430019;空军雷达学院五系,武汉430019;空军雷达学院研究生管理大队,武汉430019;空军雷达学院研究生管理大队,武汉430019
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.基于PQ控制的电压控制型逆变器研究 [J], 陈阳;赵晋斌;朱弘;屈克庆
2.基于改进的PR调节的单相LCL双闭环电流控制并网逆变器的研究 [J], 秦为坤;胡存刚
3.基于有源阻尼的并网逆变器电流内环多谐振PR控制 [J], 张婷娟;张瑜
4.基于阻抗的数字延时对单电流环控制型并网逆变器稳定性影响的分析 [J], 屠一鸣; 刘进军; 刘增; 薛丹红
5.基于改进的PR调节的单相LCL双闭环电流控制并网逆变器的研究 [J], 秦为坤;胡存刚
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基于准PR控制和双闭环反馈的单相逆变器控制策略的优化

基于准PR控制和双闭环反馈的单相逆变器控制策略的优化

基于准 PR控制和双闭环反馈的单相逆变器控制策略的优化摘要:本文研究了当下微电网在国内外的发展和应用,并讨论了微电网在一些方面的优势。

建立了基于单相逆变器的微电网系统,讨论了孤岛模式下的单相逆变器拓扑结构,采用双闭环反馈控制,根据幅频特性比较了PI,PR和准PR控制在动态性能和稳态误差方面的优劣,最终选用准PR控制对控制策略的优化,实现无静差追踪并增强抗干扰能力,还实现了对并网谐波的优化。

关键词准PR,双闭环控制,H桥逆变器一、引言1.1微电网发展和研究意义随着火电、水电、核电等大型集中电源和超高压远距离输电网的规模不断扩大,电力系统的弊端日益显著,并且在经济发展之余,人们越来越强调清洁高效的可再生能源的开发,于是分布式发电不断发展,为了尽可能地解决大电网和分布式电源之间的冲突,在充分利用分布式电源的情况下减少其对大电网的冲击,学者们提出了微电网的概念。

微电网将发电机、负荷、储能装置和控制装置结合在一起,形成了一个独立的可控的单元。

微电网虽然也是分散供电形式, 但它绝不是对电力系统发展初期的孤立系统的简单回归。

1.2单相光伏微电网控制技术发展理论上,逆变器输出电压中的谐波分量集中在开关频率及其倍数频率为中心的周围,当此谐波被滤波器滤除后,输出电压应为失真度很小的正弦波。

但由于死区效应、非线性负载等因素的影响,会使输出电压波形产生严重的畸变,逆变器输出的电压或电流谐波不仅会造成功率因素降低,影响效率,而且还会引起逆变器自身及其他设备的失调。

这些都需要适当的控制技术来改善逆变电源的性能。

本文提出一种改进策略,该策略电流内环采用电感电流瞬时反馈和负载扰动前馈相结合的PI控制、电压外环采用准PR控制,既有抗输出扰动能力也能减少并网谐波,还能实现零稳态误差。

二、单相逆变器双闭环策略2.1逆变器的双闭环控制策略我们首先考虑电流内环的反馈控制量,一般的电流内环反馈控制量如上所述,分为电感电流或者电容电流,利用电容电流作为控制量虽然可以利用其超前控制作用,实现提前校正,相对于电感电流控制有更好的对于扰动的抑制作用,但却无法对经过逆变器的电流进行保护,当然,电感电流为控制量的内环控制也可在一定侧面提高动态性能。

基于PR控制的电流控制型逆变器研究

基于PR控制的电流控制型逆变器研究

作者 简介 :闫利 峰(9 5 ) 1 8一 ,男 ,硕 士生 ,主要 从事 光伏逆 变器 系统研 究
图 2 逆 变 系 统 数 学 模 型
由系 统模 型 可得 采 用 P R控 制 的单 相 全 桥并
网 逆 变器 输 出 电流 为
I( =五 K ( Ls ) Gs )
变器 能 够 降 低 电 网 干扰 对 逆 变 器输 出 的影 响 , 提
高并 网逆 变 器 的 性 能 , 少 并 网过 程 中对 电 网的 减
波 干 扰也 有 较 强 的 衰减 作 用 .
1 逆 变 器 系统 模 型 的 建 立 与 分 析
单 相 并 网 逆 变器 的原 理 如 图 1 所示 , 变 桥 逆 输 出 的交 流 电经 过 电感 连 接 到 电 网上 , 电感 主 要 用 于滤 除开 关 动作 引起 的高 次 谐 波成 分 , 逆 变 使 最终 输 出 电流 是 与 电压 同频 同 相 的标 准 正 弦 波 .
真结果表明 , 采用电压前馈谐波补偿 策略的逆 变并 网系统能够实现输 出对参考无静差跟踪 的要求, 有效地减小电 网中的干扰 , 使得输 出中的总谐 波畸变度 (HD) .1 T 由36%降低到 0 1 可应用于并网逆 变器设计 中. . %, 3
关 键词 :R控 制 ; 波补 偿 ; P 电流控 制 型 逆 变 器 中图分 类 号 :M4 T 6 文 献标 志码 : A D : 0 99jsn17 .6 1 020 .1 OI1. 6/.s. 389 . 1.1 5 3 i 6 2 0
2 控制策 略分析
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21 准 P . R控 制器 分 析

PR调节器在电子负载逆变侧控制中的应用

PR调节器在电子负载逆变侧控制中的应用

PR调节器在电子负载逆变侧控制中的应用【摘要】针对馈能式电子负载平台,为了减小逆变并网侧的电流谐波,使电流跟踪更精确,本文研究了电流环采用比例谐振(proportion resonance,PR)调节器应用于电子负载逆变侧的情况。

通过比例(proportion,P)、比例积分(proportion integration,PI)和PR调节器对应系统的对比分析,得出PR控制由于开环传递函数在基波频率处增益很高,闭环跟踪时稳态的幅值和相位可实现无静差跟踪。

仿真结果验证了本文理论分析和系统设计的正确性。

【关键词】馈能式电子负载;电流跟踪;比例谐振调节器;稳态无静差1.引言随着科技发展,很多电力电子装置和各种化学电源等得到广泛应用,这些装置和电源都需要进行测试。

电子负载具有体积小、重量轻、使用方便、可以模拟各种负载等优点,因此电子负载的具有广阔发展前景。

在单相馈能式电子负载逆变侧控制中,直流母线电压稳定和并网电流跟踪[1-8][10-13]分别采用电压外环和电流内环的双闭环控制方案[6][8][9][12]。

电流内环的跟踪信号的频率为电网基波频率,而电压环跟踪的是直流母线电压指令。

本文研究的并网侧采用PR(propor-tion resonance)调节器电流闭环系统[3][7],与采用P(proportion)和PI(proportion integration)调节器的统相比,由于二阶谐振环节的作用,在基波频率处,增益很高,因此对于基波频率信号跟踪时,可以实现稳态无静差,响应速度也比较快,闭环系统相位跟踪更加准确。

2.电子负载系统结构及其控制模型图1(a)是单相馈能式电子负载主电路拓扑。

us1是被测电源电压,is1是整流侧电流,L1是整流侧滤波电感,Cd是直流母线电容,Udc是直流母线电压,L2和C分别为逆变侧差模滤波电感和电容,Ugrid是电网电压。

系统的控制算法由ARM(STM32F103VBT6)实现。

基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略研究

基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略研究

基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略研究基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略研究摘要:随着可再生能源的快速发展和智能电网的建设,LCL型并网逆变器作为一种重要的电能转换设备,在光伏发电、风力发电等领域得到广泛应用。

为了改善并网逆变器的系统性能和控制稳定性,在本文中,提出了一种基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略,并进行了详细的研究和分析。

通过搭建实验平台,验证了该控制策略在实际应用中的有效性和优越性。

关键词:LCL型并网逆变器;重复控制;准PR控制;稳定性;实验验证。

1. 引言随着可再生能源的快速发展和智能电网的建设,利用太阳能、风能等可再生资源进行发电已成为一种重要的能源供应方式。

并网逆变器作为将这些可再生能源转化为交流电并注入电网的关键设备,其性能和控制策略对电网的稳定性和能源利用效率起着重要的作用。

2. LCL型并网逆变器的结构和工作原理LCL型并网逆变器是一种常用的并网逆变器拓扑结构,其结构简单、可靠性高,能够有效减小谐波电流对电网的影响。

其工作原理是通过将直流侧的电能转化为交流电,并注入电网,实现电能的传输和利用。

3. 传统控制策略存在的问题传统的LCL型并网逆变器控制策略存在着响应速度慢、控制精度不高等问题。

同时,由于LCL型滤波器的存在,系统容易产生共振,进一步影响了控制性能和系统稳定性。

4. 基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略为了提高LCL型并网逆变器的控制性能和系统稳定性,本文提出了一种基于重复和准PR复合控制的控制策略。

具体来说,通过引入重复控制策略,可以有效抑制谐波电流的产生,提高系统的响应速度和控制精度。

同时,通过准PR控制策略,可以实现对系统频率的精确控制,进一步提高系统的稳定性和敏感性。

5. 控制策略的研究与分析为了验证所提出的基于重复和准PR复合控制的LCL型并网逆变器控制策略的有效性,本文搭建了相应的实验平台,并进行了一系列试验。

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准PR调节下逆变器的非线性现象研究
准PR调节下逆变器的非线性现象研究
摘要:
逆变器是一种将直流电转换为交流电的重要电力电子设备,广泛应用于可再生能源发电系统和工业电力场合。

在实际应用中,逆变器的非线性现象往往会给电网带来一些问题,因此研究并解决逆变器的非线性现象具有重要的理论和实际意义。

本文以准PR调节作为研究手段,探讨了逆变器的非线性现象及其对
电网的影响,并提出了一种改进的调节方法,为逆变器的优化设计和实际应用提供了参考和借鉴。

一、引言
逆变器是一种将直流电转换为交流电的关键设备,其在可再生能源发电系统中发挥着重要作用。

在逆变器的输出电压和输出电流波形中,存在一些非线性现象,例如谐波失真、输出电压纹波等。

这些非线性现象不仅会影响电网的稳定运行,还会对逆变器本身的效率和寿命产生不利影响。

因此,研究逆变器的非线性现象并采取相应措施进行调节和优化具有重要的意义。

二、逆变器的非线性现象分析
1. 谐波失真
逆变器的输出电压和电流波形中存在谐波成分,这会导致电网中谐波电流的增加,给电网带来一定的负面影响。

谐波失真的产生原因主要有逆变器的非线性特性、负载特性以及逆变器的控制策略等。

因此,在设计逆变器时需要注意降低谐波失真,可以采取滤波器、调整控制策略等方式。

2. 输出电压纹波
逆变器输出的交流电压通常不是纯正弦波,而是包含有一定的
纹波成分。

这种输出电压纹波会对电网带来电压波动,影响电网的稳定性。

逆变器输出电压纹波的大小与逆变器的开关频率、滤波器等因素有关,因此,可以通过调整逆变器的工作参数和优化滤波器的设计来降低输出电压纹波。

三、准PR调节技术
为了解决逆变器的非线性现象,准PR调节技术被提出并应用
于逆变器的设计和控制中。

准PR调节是一种通过调节逆变器
的开关模式和工作参数,使得逆变器输出电压和电流尽可能接近理想正弦波形的方法。

准PR调节技术可以有效降低逆变器
的谐波失真和输出电压纹波,提高逆变器的工作效率和稳定性。

准PR调节技术主要包括以下几个方面的内容:
1. 优化开关模式:选择合适的开关模式可以减小逆变器
的谐波失真。

常用的开关模式有PWM、SPWM等,通过调节开关模式的参数,可以使得逆变器的输出电压更加接近理想正弦波形。

2. 调整工作参数:逆变器的工作参数包括开关频率、占
空比等,通过调整这些参数,可以降低逆变器的输出电压纹波,提高逆变器的输出质量。

3. 优化滤波器:在逆变器的输出端加入合适的滤波器可
以有效降低谐波失真和纹波成分,改善逆变器的输出波形。

四、实验研究
为了验证准PR调节技术对逆变器的非线性现象的影响,我们
进行了一系列实验研究。

在实验中,我们搭建了一个逆变器实验平台,通过调节逆变器的开关模式和工作参数,观察逆变器输出电压的变化,并使用示波器和功率分析仪进行数据采集和分析。

实验结果显示,通过采用准PR调节技术,逆变器的输出
电压谐波失真和纹波成分得到了明显的降低。

在逆变器的输出电压的频谱分析中,谐波成分的幅值有所减小,输出电压的纹波成分也相应减小。

五、结论
通过对准PR调节下逆变器的非线性现象进行研究,我们发现
准PR调节技术可以有效降低逆变器的谐波失真和输出电压纹波,提高逆变器的输出质量和稳定性。

因此,在逆变器的设计和控制中应充分考虑准PR调节技术的应用,以实现逆变器的
优化设计和实际应用。

虽然本文通过实验验证了准PR调节技术在逆变器非线性
现象的调节方面的有效性,但还存在一些问题需要进一步研究,例如准PR调节技术在不同负载情况下的适用性、参数的选择
和优化等。

进一步的研究将为逆变器的设计和控制提供更加全面和深入的理论基础和实际指导
通过实验研究,我们验证了准PR调节技术在逆变器的非
线性现象调节方面的有效性。

实验结果表明,采用准PR调节
技术可以显著降低逆变器的谐波失真和输出电压纹波,并提高逆变器的输出质量和稳定性。

因此,在逆变器的设计和控制中应充分考虑准PR调节技术的应用,以实现逆变器的优化设计
和实际应用。

然而,尚需进一步研究准PR调节技术在不同负
载情况下的适用性、参数的选择和优化等问题。

进一步的研究将为逆变器的设计和控制提供更加全面和深入的理论基础和实际指导。

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