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柔性直流输电接入弱交流电网时锁相环和电流内环交互作用机理解析研究 被引量:51
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作者 吴广禄 周孝信 +5 位作者 王姗姗 梁军 赵兵 王铁柱 李英彪 杨艳晨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2622-2633,共12页
该文推导了柔性直流输电接入弱交流电网时考虑交流电网强度和锁相环(phased lock loop,PLL)影响的电流内环控制传递函数解析表达式,并基于传递函数解析表达式中开环传递函数G0的伯德图和奈奎斯特图分析了PLL与电流内环控制的交互作用... 该文推导了柔性直流输电接入弱交流电网时考虑交流电网强度和锁相环(phased lock loop,PLL)影响的电流内环控制传递函数解析表达式,并基于传递函数解析表达式中开环传递函数G0的伯德图和奈奎斯特图分析了PLL与电流内环控制的交互作用,以及交流电网强度和有功功率大小对二者交互作用的影响,并给出了机理解释。阐明了弱电网下PLL和电流内环控制带宽接近时易发生失稳现象的数学和物理机理。仿真结果验证了分析的正确性。 展开更多
关键词 解析传递函数 锁相环 电流内环 交互作用机理 弱电网
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LCL型光伏并网逆变器电流内环控制方法 被引量:47
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作者 李泽斌 罗安 +3 位作者 田园 刘奇 谢龙裕 徐千鸣 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2772-2778,共7页
针对LCL型光伏并网逆变器存在的谐振问题,建立了电流内环的控制模型,并分析了其开环传递函数。由分析可知,采用逆变器输出电流反馈进行电流内环控制时,控制器中包含一个固有阻尼项,该阻尼项有利于提高控制系统的阻尼、抑制LCL滤波器的... 针对LCL型光伏并网逆变器存在的谐振问题,建立了电流内环的控制模型,并分析了其开环传递函数。由分析可知,采用逆变器输出电流反馈进行电流内环控制时,控制器中包含一个固有阻尼项,该阻尼项有利于提高控制系统的阻尼、抑制LCL滤波器的谐振。在此基础上,提出了一种基于逆变器输出电流反馈的准比例谐振(proportional resonant,PR)电流内环控制策略。该控制策略没有引入额外的无源阻尼和有源阻尼,仅使用逆变器输出电流反馈进行控制,便可有效抑制LCL滤波器的谐振问题,提高控制系统的稳定性。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 光伏并网逆变器 LCL滤波器 逆变器输出电流反馈 电流内环 准PR控制
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LC滤波电压源型逆变器闭环控制策略综合对比与设计 被引量:24
3
作者 黄伟煌 付勋波 +1 位作者 林资旭 许洪华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第19期110-115,共6页
从控制器所在坐标系、控制器结构、控制器设计3个方面详细分析和比较了LC滤波电压源型逆变器(VSI)不同闭环控制策略之间的区别与联系,指出了单独采用谐振控制器在无输出电压解耦的情况下能得到较好的控制效果,但在有解耦时会引起系统发... 从控制器所在坐标系、控制器结构、控制器设计3个方面详细分析和比较了LC滤波电压源型逆变器(VSI)不同闭环控制策略之间的区别与联系,指出了单独采用谐振控制器在无输出电压解耦的情况下能得到较好的控制效果,但在有解耦时会引起系统发散。同时,讨论了单电压环控制与双闭环控制的区别。最后,针对不间断电源带电机负载的应用场合进行了VSI控制器设计。实验结果表明,使用文中的设计方法与结论,能够加快控制器的设计过程,并且得到较满意的控制效果。 展开更多
关键词 电压源型逆变器 单环控制 控制器设计 电机型负载 闭环控制 电流内环 电压外环
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一种基于内模控制的三相电压型PWM整流器控制方法 被引量:24
4
作者 宋文祥 尹赟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期94-101,共8页
三相电压型PWM整流器可以减小用电设备对电网的谐波污染并具有比较高的功率因数,因而应用越来越广泛。PWM整流器一般采用双闭环控制,电流内环使用电压前馈解耦型比例积分调节控制。但该方法对整流器准数学模型和参数准确性依赖较强,同... 三相电压型PWM整流器可以减小用电设备对电网的谐波污染并具有比较高的功率因数,因而应用越来越广泛。PWM整流器一般采用双闭环控制,电流内环使用电压前馈解耦型比例积分调节控制。但该方法对整流器准数学模型和参数准确性依赖较强,同时调节器参数繁多导致调试困难。本文将内模控制应用到PWM整流器电流内环控制中,用内模控制器代替传统PI调节器,不需要整流器准确的模型和参数,并能减少系统调节参数,避免重复试验。仿真和实验结果表明,该整流器系统能够保证很高的功率因数和输入电流较好的正弦度,能适应负载和直流母线电压的扰动,电流内环具有很好的跟随和动态性能。 展开更多
关键词 内模控制 PWM整流器 坐标变换 电流内环 解耦控制
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一种实现内环电流跟踪的改进无差拍控制方法 被引量:17
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作者 姜卫东 汪磊 +2 位作者 皋艳 廖玉茗 马炜程 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期2370-2382,共13页
首先介绍了变流器在??坐标系的离散化数学模型,在此基础上,电流内环采用无差拍控制(deadbeat control,DBC)方法跟踪电流。在实际系统中,由于电感偏差的存在,将影响系统的稳定性;同时,电流采样误差不可避免,将影响电流的控制精度。利用DB... 首先介绍了变流器在??坐标系的离散化数学模型,在此基础上,电流内环采用无差拍控制(deadbeat control,DBC)方法跟踪电流。在实际系统中,由于电感偏差的存在,将影响系统的稳定性;同时,电流采样误差不可避免,将影响电流的控制精度。利用DBC模型在z域的传递函数,分析了系统的稳定性及动态性能。提出了一种改进DBC方法,既能提高系统对电感偏差程度适应性和系统的稳定裕度,又能较好地抑制电流采样误差以提高系统的干扰抑制能力。最后,搭建了三相变流器的实验平台,完成相关实验,验证了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 变流器 电流内环 无差拍控制 电感偏差 采样误差 干扰抑制
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光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究 被引量:5
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作者 石磊 周宏涛 +3 位作者 赵元莘 魏祯德 陈曦 武旭 《智慧电力》 北大核心 2023年第4期107-114,共8页
针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下... 针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。 展开更多
关键词 多功能并网逆变器 电流内环 线性自抗扰控制 迭代滑模控制 电能质量
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一种VSC-HVDC控制系统的PI参数整定方法 被引量:8
7
作者 杨晓楠 陈红坤 +3 位作者 缪芸 王岭 胡文燕 杨睿茜 《现代电力》 北大核心 2015年第4期68-73,共6页
由于VSC-HVDC大多采用的是直接电流控制策略,其采用的电流内环和电压、功率外环控制均通过PI调节器进行串联校正。因此采用合适的方法设计PI调节器的参数,对于控制系统的性能起着至关重要的作用。本文提出一种参数整定方法,综合考虑控... 由于VSC-HVDC大多采用的是直接电流控制策略,其采用的电流内环和电压、功率外环控制均通过PI调节器进行串联校正。因此采用合适的方法设计PI调节器的参数,对于控制系统的性能起着至关重要的作用。本文提出一种参数整定方法,综合考虑控制系统的稳态误差、上升时间、抗干扰性能3个指标,将电流内环、功率外环、直流电压外环分别设计为典型的I型环节,典型的一阶环节和典型的II型环节,使得控制系统具有良好的稳态和动态性能,最后在PSCAD/EMTDC中仿真验证所建立模型的有效性。 展开更多
关键词 控制系统 PI调节器 电流内环 外环
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基于电压电流双环解耦电压型逆变器控制的研究 被引量:7
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作者 庄岩 刘承志 +2 位作者 陈勇 曹景雷 罗瑞鑫 《电气开关》 2011年第4期15-17,20,共4页
分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型。采用了基于电压和电流的双环控制策略,针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulin... 分析了三相SPWM电压型逆变器在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型。采用了基于电压和电流的双环控制策略,针对d-q坐标下的耦合关系,提出解耦策略,并利用PI调节器提高系统的动态响应特性及跟随能力,并运用Matlab/Simulink对理论分析结论进行验证。在容性和感性负载下的验证结果表明,适当选择控制环节的PI参数,双闭环控制逆变器具有较高的可靠性和理想的动态响应能力。 展开更多
关键词 电压外环 电流内环 解耦 耦合
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动态电压恢复器中的无电流内环控制策略 被引量:6
9
作者 王世巍 黄科 许杏桃 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第18期93-98,共6页
动态电压恢复器(DVR)是解决电压质量问题的有效手段。DVR的控制中常采用电流内环来调节被控对象,增加阻尼。但电流内环不但需要引入额外传感器,还会增加系统设计和调试的复杂程度。文中提出一种无电流内环的控制方法,应用陷波滤波器来... 动态电压恢复器(DVR)是解决电压质量问题的有效手段。DVR的控制中常采用电流内环来调节被控对象,增加阻尼。但电流内环不但需要引入额外传感器,还会增加系统设计和调试的复杂程度。文中提出一种无电流内环的控制方法,应用陷波滤波器来设置阻尼,并采用前馈来提高响应速度;在电压环路中应用重复控制器,可使系统具有较高的稳态精度和良好的谐波抑制能力。该方法设计简单,易于实现,且能减少硬件成本。仿真以及在2.2kW装置上的实验结果均验证了该控制方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 动态电压恢复器 电流内环 前馈控制器 陷波滤波器 重复控制器
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抑制采样白噪声干扰的PWM整流器无差拍控制
10
作者 姜卫东 王睿哲 +1 位作者 胡亚 王金平 《电力电子技术》 2024年第1期114-117,共4页
无差拍控制(DBC)是一种应用于整流器电流内环的预测控制,但该算法对系统参数敏感,当采样受到持续噪声干扰时波形畸变严重。为此,此处提出了一种基于DBC的白噪声抑制算法,实验结果表明,该算法在较大电感参数偏差下能保持稳定,在白噪声干... 无差拍控制(DBC)是一种应用于整流器电流内环的预测控制,但该算法对系统参数敏感,当采样受到持续噪声干扰时波形畸变严重。为此,此处提出了一种基于DBC的白噪声抑制算法,实验结果表明,该算法在较大电感参数偏差下能保持稳定,在白噪声干扰下能够显著降低电流畸变率。 展开更多
关键词 整流器 电流内环 无差拍控制 白噪声抑制
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含锁相环的两级三相式光伏并网系统稳定性分析及控制 被引量:5
11
作者 舒展 杨越 +2 位作者 谷铮 陶翔 徐衍会 《现代电力》 北大核心 2019年第5期17-23,共7页
为了分析并改善光伏并网系统稳定性问题,本文建立了包括锁相环(PLL)在内的两级三相式光伏并网系统小信号模型,利用特征值法分析了电网强度、最大功率追踪(MPPT)控制参数、锁相环控制参数对系统稳定性的影响。分析可知弱电网下主导振荡... 为了分析并改善光伏并网系统稳定性问题,本文建立了包括锁相环(PLL)在内的两级三相式光伏并网系统小信号模型,利用特征值法分析了电网强度、最大功率追踪(MPPT)控制参数、锁相环控制参数对系统稳定性的影响。分析可知弱电网下主导振荡模态与锁相环控制参数直接相关。基于锁相环和电流内环控制的相互作用,提出一种附加控制方法,将锁相环的输出频率变量通过控制系数附加作用于电流内环控制。利用特征值法和时域仿真证明该方法可解决弱电网情况下由于锁相环控制参数设置不当带来的系统稳定性问题,并找出了控制系数在不同锁相环参数设置下的可行域。 展开更多
关键词 光伏 锁相环 电网强度 电流内环 附加控制
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直驱式风力发电并网逆变器的控制策略研究 被引量:5
12
作者 高晗璎 申娟 刘京波 《电测与仪表》 北大核心 2013年第12期56-59,共4页
针对直驱式并网风力发电系统,从其并网逆变器的工作原理出发,深入分析了并网逆变器的数学模型,提出了电压外环、电流内环的控制方法。仿真结果表明,采用该控制策略的并网系统具有电流跟踪性好、响应快速、谐波成分小等优点。
关键词 并网逆变器 电压外环 电流内环
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并联型有源电力滤波器双闭环控制策略研究 被引量:4
13
作者 任子晖 朱慧 +1 位作者 刘伟 徐盛龙 《工矿自动化》 北大核心 2013年第12期51-54,共4页
分析了并联型有源电力滤波器控制器双闭环控制策略的实现原理:针对PI控制不能无静差地跟踪交流信号、重复控制动态响应速度较慢的问题,提出了电流内环采用基于重复控制和PI控制的复合控制策略,该策略利用重复控制改善并联型有源电力滤... 分析了并联型有源电力滤波器控制器双闭环控制策略的实现原理:针对PI控制不能无静差地跟踪交流信号、重复控制动态响应速度较慢的问题,提出了电流内环采用基于重复控制和PI控制的复合控制策略,该策略利用重复控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的稳态跟踪性能,利用PI控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的动态特性;针对PI控制较难确定并联型有源电力滤波器控制系统的传递函数、不能在线整定PI参数的问题,电压外环采用模糊PID控制策略控制直流侧电压。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的正确性和可行性。 展开更多
关键词 并联型有源电力滤波器 双闭环控制 电流内环 电压外环 重复控制 PI控制 模糊PID控制
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三相VSR及其控制策略仿真研究 被引量:5
14
作者 李均强 高亚静 +1 位作者 常鹏 张琳 《电力科学与工程》 2012年第2期12-17,25,共7页
PWM整流器由全控型器件构成,能够使输入电流正弦化,使功率因数接近于1,并且还可实现能量双向流通,其中电压型PWM整流器(简称VSR)结构简单、损耗低、控制方便,成为PWM整流器研究的重点。分析了PWM整流器的控制策略,利用MATLAB/SIMULINK... PWM整流器由全控型器件构成,能够使输入电流正弦化,使功率因数接近于1,并且还可实现能量双向流通,其中电压型PWM整流器(简称VSR)结构简单、损耗低、控制方便,成为PWM整流器研究的重点。分析了PWM整流器的控制策略,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件设计了电压型PWM整流器,实现了交流侧接近单位功率因数和直流侧的电压稳定。 展开更多
关键词 电压型PWM整流器 控制策略 电流内环 电压外环 SPWM
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基于滑模控制的直驱风电场次同步振荡抑制策略 被引量:1
15
作者 王刚 高本锋 +2 位作者 王晓 张利伟 丁雨晴 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期163-172,共10页
当直驱风电场(DDWF)并入弱交流系统中发生次同步振荡(SSO)时,网侧变流器(GSC)电流内环的PI控制器会放大DDWF并网电流中所含的次同步电流分量,进而形成由交流系统、GSC及其控制系统构成的次同步电流助增正反馈回路,最终导致系统SSO失稳... 当直驱风电场(DDWF)并入弱交流系统中发生次同步振荡(SSO)时,网侧变流器(GSC)电流内环的PI控制器会放大DDWF并网电流中所含的次同步电流分量,进而形成由交流系统、GSC及其控制系统构成的次同步电流助增正反馈回路,最终导致系统SSO失稳。针对这一问题,该文提出一种基于GSC电流内环滑模控制(SMC)的直驱风电场SSO抑制策略。首先,建立DDWF并入弱交流系统的动态模型,推导由PI控制器主导的DDWF并入弱交流系统SSO的形成机理。然后,为了切断系统的次同步电流助增正反馈回路,设计基于指数趋近律的SMC控制器,并以SMC控制器替换原GSC电流内环中的PI控制器,通过理论推导证明GSC电流内环SMC控制器能有效抑制系统SSO。最后,在PSCAD/EMTDC中,以DDWF并入弱交流系统作为算例,验证所提SSO抑制策略的有效性。 展开更多
关键词 滑模控制 次同步振荡 直驱风电场 网侧变流器 电流内环
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Z源型逆变器母线电压的二次谐波及其抑制策略研究 被引量:4
16
作者 程如岐 赵庚申 +1 位作者 赵耀 郭天勇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期22-28,共7页
针对Z源逆变器母线电压有效值二倍频于输出正弦波的脉动分量现象进行了讨论,详细分析了该现象的成因、危害及影响因素,并提出了抑制方法,同时利用仿真模型对Z源逆变器母线电压有效值二倍频脉动分量的各影响因素进行对比测试,得到的仿真... 针对Z源逆变器母线电压有效值二倍频于输出正弦波的脉动分量现象进行了讨论,详细分析了该现象的成因、危害及影响因素,并提出了抑制方法,同时利用仿真模型对Z源逆变器母线电压有效值二倍频脉动分量的各影响因素进行对比测试,得到的仿真结果验证了分析的准确性。在分析的基础上,提出电流内环中加入重复控制策略的方式来抑制母线电压二次谐波对于输出电压的影响,仿真和实验结果都验证了控制策略的有效性。 展开更多
关键词 Z源型逆变器 二次谐波 重复控制 母线电压 电流内环
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有源电力滤波器的最大谐波功率控制 被引量:4
17
作者 王胜 周宇 +3 位作者 冯兴明 黄力鹏 曾江 黄仲龙 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第24期164-171,共8页
传统有源电力滤波器(active power filter,APF)通过检测负载谐波电流进行谐波补偿,补偿对象固定单一,针对这个问题,提出一种新型的APF控制策略,只需检测并网点(point of common coupling,PCC)电压,就能对所有接入到电网的非线性负载进... 传统有源电力滤波器(active power filter,APF)通过检测负载谐波电流进行谐波补偿,补偿对象固定单一,针对这个问题,提出一种新型的APF控制策略,只需检测并网点(point of common coupling,PCC)电压,就能对所有接入到电网的非线性负载进行补偿。首先对APF进行数学建模,接着介绍虚拟谐波电阻的基本原理及最大谐波功率点跟踪控制算法,通过该算法使APF吸收的谐波功率达到最大,并对直流电压外环和电流内环的比例-积分(PI)控制器参数进行设计,最后通过搭建PSCAD仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 有源电力滤波器 虚拟谐波电阻 最大谐波功率点跟踪 谐波功率 电流内环
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永磁风电系统网侧变流器低电压穿越控制策略 被引量:4
18
作者 张友鹏 郭瑾 +1 位作者 高锋阳 董唯光 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1883-1886,共4页
针对电网电压对称跌落时永磁直驱风电系统低电压穿越能力的问题,在网侧控制中提出使用电机侧与电网侧的功率差信号来稳定直流侧电压,并且根据电压跌落深度控制无功和有功功率的输出大小,构成功率外环与电流内环双环控制系统。仿真结果表... 针对电网电压对称跌落时永磁直驱风电系统低电压穿越能力的问题,在网侧控制中提出使用电机侧与电网侧的功率差信号来稳定直流侧电压,并且根据电压跌落深度控制无功和有功功率的输出大小,构成功率外环与电流内环双环控制系统。仿真结果表明,在电网电压跌落20%以内且持续时间不大于0.2 s时,该控制策略保证了直流侧电压稳定,有助于提高无功功率注入电网及恢复电网电压。 展开更多
关键词 永磁直驱同步风力发电机组 低电压穿越 功率外环 电流内环 无功补偿
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基于双闭环的单相电压型整流器PFC非线性控制 被引量:4
19
作者 张珍珍 徐利梅 王玉 《电气传动》 北大核心 2017年第5期28-32,共5页
考虑到整流器的非线性时变特性,首先采用状态空间平均法建立了单相电压型整流器的数学模型。然后,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计了双闭环控制系统,其中,通过电流内环控制实现整流器交流侧单位功率因数,电压外环控制率的设计解决了整流... 考虑到整流器的非线性时变特性,首先采用状态空间平均法建立了单相电压型整流器的数学模型。然后,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计了双闭环控制系统,其中,通过电流内环控制实现整流器交流侧单位功率因数,电压外环控制率的设计解决了整流器直流侧电压稳定问题。在Matlab/Simulink平台中,搭建单相电压型整流器模型,在电网电压扰动和负载扰动2种情况下,对理论分析结果进行验证。结果表明,直流侧输出电压稳定的同时,网侧电流与电网电压同频同相,实现了两者之间的同步。 展开更多
关键词 状态空间平均法 李雅普诺夫稳定性 电流内环 电压外环 功率因数校正(PFC)
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基于补偿前馈电压控制的三电平逆变器研究 被引量:3
20
作者 张光烈 张青 牛秋野 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期783-789,共7页
考虑到光伏并网逆变后存留的高频谐波对LCL滤波中参数固定的电容及电感产生谐振作用,该文引入三电平逆变器,一方面可在输出端保证谐波含量低、电压的波形更加接近正弦波以降低滤波器中电容和电感串联谐振的可能,另一方面也为可在电... 考虑到光伏并网逆变后存留的高频谐波对LCL滤波中参数固定的电容及电感产生谐振作用,该文引入三电平逆变器,一方面可在输出端保证谐波含量低、电压的波形更加接近正弦波以降低滤波器中电容和电感串联谐振的可能,另一方面也为可在电流进入电容前而对系统做出相应的动作。该文比较传统电流内环控制策略,改进电压前馈的控制策略,提取逆变器输出端输出的电流对电压进行补偿,通过设计滤波器参数搭建模型及进行仿真得到结果表明其有效的抑制谐振,并可同时提高电网电流和电压的稳定性,有效地抑制电网电压谐波对网侧电流的影响。 展开更多
关键词 三电平光伏并网逆变器 LCL滤波器 逆变器输出电流反馈 电流内环 电压前馈
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