基于粒子群的三电平并网逆变器LCL滤波参数的高效精确设计方法 被引量：22

1

作者 蔡雨希 何英杰 +2 位作者 陈涛 周洪伟 刘进军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第20期6663-6673,共11页

LCL滤波器性能主要取决于LCL参数的设计,试凑法是LCL参数设计的传统方法,其效率较低且难以获得同时满足约束和校验条件时的最佳参数。同时,由于缺少对逆变器输出电压谐波的详细分析,故得到的LCL参数过于保守致使滤波器体积过大,或其高... LCL滤波器性能主要取决于LCL参数的设计,试凑法是LCL参数设计的传统方法,其效率较低且难以获得同时满足约束和校验条件时的最佳参数。同时,由于缺少对逆变器输出电压谐波的详细分析,故得到的LCL参数过于保守致使滤波器体积过大,或其高频滤波性能不够理想。基于上述问题,该文以层叠载波调制的三电平并网逆变器为研究对象,首先,通过二重傅里叶级数对逆变器输出电压谐波进行详细分析,构建包含入网电流高频谐波畸变率和价值函数等在内的多目标优化函数;其次,提出一种基于筛选法和粒子群算法的LCL参数设计方法;最后,通过仿真和实验验证谐波分析和LCL参数设计方法的有效性。 展开更多

关键词 LCL滤波器 三电平并网逆变器 层叠载波 二重傅里叶级数 多目标优化 粒子群算法 筛选法

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三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制 被引量：14

2

作者 程建材 康龙云 +1 位作者 胡毕华 冯元彬 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期169-175,共7页

传统的有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,这给并网逆变器输出滤波器的设计带来了很大的困难。针对这个问题,提出了一种三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制策略。该控制策略将预测最优开关序列控制用于三电平并... 传统的有限控制集模型预测控制存在开关频率不固定的缺点,这给并网逆变器输出滤波器的设计带来了很大的困难。针对这个问题,提出了一种三电平并网逆变器恒定开关频率的模型预测控制策略。该控制策略将预测最优开关序列控制用于三电平并网逆变器中,并对其寻优方式进行改进。改进的方式是通过找出使目标函数最小的中心矢量来对最优开关序列所在的小扇区进行定位。仿真和实验结果表明,所提控制策略不仅能够在实现定频控制的基础上有效减少计算量,而且具有良好的静态和动态性能。 展开更多

关键词 三电平并网逆变器 模型预测控制 恒定开关频率 开关序列 中心矢量

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基于双调制波的单相三电平并网逆变器及电流优化控制 被引量：7

3

作者 付家才 郭松林 沈显庆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期159-163,共5页

三电平并网逆变器的调制策略复杂,难以直接用DSP芯片实现。本文提出只需DSP一个事件管理器的双调制波三电平SPWM方法,进而推导了基于该方法的并网逆变器暂态数学模型。以此为基础,针对传统并网电流无差拍控制策略对滤波电感变化敏感的问... 三电平并网逆变器的调制策略复杂,难以直接用DSP芯片实现。本文提出只需DSP一个事件管理器的双调制波三电平SPWM方法,进而推导了基于该方法的并网逆变器暂态数学模型。以此为基础,针对传统并网电流无差拍控制策略对滤波电感变化敏感的问题,提出基于电流瞬时采样的在线电感辨识方法,对无差拍电流控制策略进行优化,从而有效提高了并网电流控制性能。相应的实验结果证明了所提出方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 三电平并网逆变器 双调制波 无差拍电流控制 电感辨识

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新能源并网三电平逆变器并联系统中点电位平衡及环流抑制 被引量：7

4

作者 易映萍 鲁旭 石伟 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第3期386-392,共7页

虽然三电平并网逆变器并联系统可以提高功率等级,但存在中点电位不平衡及零序环流问题。文章在分析中点电位波动及零序环流产生机理的基础上,提出了基于双调制波载波脉宽调制(DWMPWM)配合零序环流控制器的综合调制算法。通过PI闭环控制... 虽然三电平并网逆变器并联系统可以提高功率等级,但存在中点电位不平衡及零序环流问题。文章在分析中点电位波动及零序环流产生机理的基础上,提出了基于双调制波载波脉宽调制(DWMPWM)配合零序环流控制器的综合调制算法。通过PI闭环控制零序环流,将所得到的偏置量注入到调制波之中,并将每相调制波进行正负分解得到两组调制波,增加了零状态占空比的调节自由度,解决了零序环流问题和高调制度及任意功率因数范围内的中点电位不平衡问题;无须进行空间矢量调制(SVPWM)的复杂矢量计算,算法更为简单。在Simulink和RTDS中分别搭建了仿真模型,仿真结果表明,采取双调制波载波配合环流控制器综合调制算法,可以快速地使中点电位趋于平衡,有效抑制零序环流。文章所提算法可用于解决高电压、大功率新能源并网三电平逆变器并联系统中点电位平衡问题及零序环流问题。 展开更多

关键词 并联 三电平并网逆变器 DWMPWM 中点平衡控制 零序环流

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基于正弦脉宽调制的三电平逆变器中LCL滤波器设计 被引量：4

5

作者 张国荣 於燕青 马催 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期199-206,共8页

三电平逆变器并网系统适应于高压大功率场合,宜采用LCL滤波器。相比L滤波器,LCL滤波器采用的滤波电感较小,能有效减小系统体积并降低损耗等。该文首先对基于正弦脉宽调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)的三电平并网逆变器进... 三电平逆变器并网系统适应于高压大功率场合,宜采用LCL滤波器。相比L滤波器,LCL滤波器采用的滤波电感较小,能有效减小系统体积并降低损耗等。该文首先对基于正弦脉宽调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)的三电平并网逆变器进行了详细的纹波分析。在保持同传统定义的三电平开关函数不变的基础上,将一个调制周期分4个时段,并对4个时段的纹波变化规律做具体分析,在忽略高频分量的开关模型下详细计算出桥臂侧电感与纹波电流幅值之间的关系;然后考虑网侧电感参数和电流衰减率之间的关系以及滤波电容参数的限制范围,计算网侧电感和滤波电容参数值;同时为抑制LCL谐振峰并兼顾系统损耗,采用无源阻尼法对电容串联电阻阻值进行选取。最后,通过仿真和试验证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 滤波器 逆变器 脉宽调制 三电平并网逆变器 纹波电流

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EL模型三电平并网逆变器无源控制 被引量：4

6

作者 张百乐 王久和 慕小斌 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第1期87-92,共6页

为解决"T"型三电平并网逆变器非线性控制问题,根据其拓扑结构,建立了欧拉-拉格朗日数学模型.基于EL模型和无源控制(PBC)理论,通过对系统注入阻尼设计系统的无源控制器.该控制器能够使光伏并网逆变器d-q轴电流解耦,实现网侧单... 为解决"T"型三电平并网逆变器非线性控制问题,根据其拓扑结构,建立了欧拉-拉格朗日数学模型.基于EL模型和无源控制(PBC)理论,通过对系统注入阻尼设计系统的无源控制器.该控制器能够使光伏并网逆变器d-q轴电流解耦,实现网侧单位功率因数、电流低谐波;同时,使并网逆变器具有良好的动态、静态特性.仿真实验结果表明本文设计的无源控制器是可行的. 展开更多

关键词 “T”型三电平并网逆变器 EL模型 无源控制器 阻尼注入 解耦

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一种基于虚拟矢量的T型三电平并网逆变器改进型模型预测控制策略 被引量：4

7

作者 陈隆 周扬忠 《电气技术》 2022年第11期37-43,共7页

T型三电平并网逆变器直流侧电容中性点电压(NP-V)的漂移直接影响并网性能;逆变器并网系统参数的时变及未建模直接影响传统模型预测控制(MPC)精度。为此,本文通过构造不影响NP-V的虚拟中矢量、虚拟补充矢量参与MPC控制矢量集,以克服传统... T型三电平并网逆变器直流侧电容中性点电压(NP-V)的漂移直接影响并网性能;逆变器并网系统参数的时变及未建模直接影响传统模型预测控制(MPC)精度。为此,本文通过构造不影响NP-V的虚拟中矢量、虚拟补充矢量参与MPC控制矢量集,以克服传统MPC在调制比较高时NP-V不平衡的缺点;建立电流跟踪单目标代价函数,无需整定权重因子;根据直流母线电容状态优选小矢量,进一步控制NP-V平衡;提出一种扩张状态观测器(ESO)观测逆变器并网系统未建模部分,并把观测结果补偿到并网参考电压上。实验结果表明,优化MPC策略消除了NP-V低频振荡,其逆变器输出电流总谐波畸变率(THD)低于传统MPC策略。 展开更多

关键词 T型三电平并网逆变器 模型预测控制(MPC) 虚拟中矢量 扩张状态观测器(ESO)

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三电平并网逆变器的占空比优化MPC定频算法 被引量：2

8

作者 巫思源 姚钢 +1 位作者 周荔丹 黎灿兵 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期111-115,共5页

经典的三电平并网逆变器模型预测算法具有计算量大、开关频率不固定、权重因子难以选择等缺点,这限制了其在并网逆变器领域的发展。为了解决以上问题,此处提出一种基于占空比优化的三电平并网逆变器的有限控制集模型预测定频算法,该算... 经典的三电平并网逆变器模型预测算法具有计算量大、开关频率不固定、权重因子难以选择等缺点,这限制了其在并网逆变器领域的发展。为了解决以上问题,此处提出一种基于占空比优化的三电平并网逆变器的有限控制集模型预测定频算法,该算法采用基于无差拍原理的扇区分区方法,选择出每个控制周期需遍历的7个真实开关矢量,然后依据代价函数遴选出最优开关矢量和其绑定的占空比优化矢量,并分别以最优矢量作用时间依次作用于逆变器。该算法实现了能在尽量保持较小计算量的情况下,还具有固定的开关频率与并网电流纹波显著减少等特点。最后,实验与仿真结果表明,此处所提算法较之经典的模型预测方法有较大改善,且具有较大应用价值。 展开更多

关键词 三电平并网逆变器 模型预测 定频

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T型三电平逆变器的并网电流D-Σ数字控制算法 被引量：2

9

作者 任碧莹 孙向东 +1 位作者 余马晶 王之轩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1708-1717,共10页

为了提高T型三电平逆变器的并网电流质量,加快并网逆变器系统的动态响应速度,提高稳态控制精度,研究一种基于D-Σ数字控制的并网电流控制方法。根据T型三电平逆变器的单相等效电路,建立T型三电平逆变器的暂态数学模型,深入分析D-Σ数字... 为了提高T型三电平逆变器的并网电流质量,加快并网逆变器系统的动态响应速度,提高稳态控制精度,研究一种基于D-Σ数字控制的并网电流控制方法。根据T型三电平逆变器的单相等效电路,建立T型三电平逆变器的暂态数学模型,深入分析D-Σ数字控制原理,提出电网中性点与直流侧中点之间共模电压的预估方法,对比分析D-Σ数字控制与传统无差拍控制的动静态性能。通过仿真和实验研究证明了D-Σ数字控制的有效性和共模电压预估的正确性,充分展示了该算法优良的动静态性能。 展开更多

关键词 T型三电平并网逆变器 D-Σ数字控制 共模电压预估 无差拍控制

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光伏发电三电平并网逆变器的LCL滤波器分析与设计 被引量：4

10

作者 孙向东 安少亮 +2 位作者 张琦 任碧莹 曹先贵 《电气传动》 北大核心 2013年第6期29-33,共5页

中点钳位三电平并网逆变器正在越来越多地被应用于新能源发电系统中,为更好地减小并网电流谐波,LCL滤波器因其优越的滤波性能也获得了广泛的应用。对于LCL滤波器的谐振峰问题,常用的控制算法包括无源阻尼控制和有源阻尼控制,有源阻尼控... 中点钳位三电平并网逆变器正在越来越多地被应用于新能源发电系统中,为更好地减小并网电流谐波,LCL滤波器因其优越的滤波性能也获得了广泛的应用。对于LCL滤波器的谐振峰问题,常用的控制算法包括无源阻尼控制和有源阻尼控制,有源阻尼控制由于克服了无源阻尼控制所存在的能量损耗缺点,逐渐成为研究热点。针对三电平并网逆变器拓扑结构以及基于电容电流反馈的有源阻尼控制策略,深入讨论了LCL滤波器参数的设计方法,实验表明所研究的滤波器设计方法是正确可行的。 展开更多

关键词 LCL滤波器 参数设计 有源阻尼控制 中点钳位三电平并网逆变器

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非理想电网环境下三电平并网逆变器控制

11

作者 侯文宝 凌臧 李德路 《制造业自动化》 北大核心 2023年第11期129-132,165,共5页

针对大规模分布式新能源并网导致各类非理想电网环境,而传统并网逆变器控制性能无法满足并网要求的问题,以分布式并网系统中的二极管箝位型(Neutral point clamped, NPC)三电平并网逆变器为研究对象,在进行非理想电网环境特征分析和逆... 针对大规模分布式新能源并网导致各类非理想电网环境,而传统并网逆变器控制性能无法满足并网要求的问题,以分布式并网系统中的二极管箝位型(Neutral point clamped, NPC)三电平并网逆变器为研究对象,在进行非理想电网环境特征分析和逆变器模型建立的基础上,提出了一种基于广义滑动离散傅里叶变换(General sliding discrete Fourier transform,GSDFT)非理想信号提取的并网逆变器双闭环控制策略。通过对传统SDFT算法进行了改进,设计了能快速提取特征次谐波分量和负序分量的GSDFT算法,能在保证非理想信号提取的同时减少计算时间;接着设计了基于非理想信号提取的并网逆变器双闭环控制策略,改善了非理想电网环境下的并网电流控制性能。 展开更多

关键词 非理想电网 NPC型三电平并网逆变器 广义滑动离散傅里叶变换 双闭环控制

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分布式三电平光伏并网逆变器的研究综述 被引量：5

12

作者 王卫星 郭宝甫 +1 位作者 王强 徐军 《通信电源技术》 2016年第6期50-56,共7页

光伏并网逆变器是分布式光伏并网发电系统中的核心设备。文章基于随机性电源的三电平光伏并网逆变器作为重点研究对象,首先,以分布式光伏发电系统为切入点,简要分析光伏电池输出特性的研究现状;其次,以设计通用化、模块化、标准化的随... 光伏并网逆变器是分布式光伏并网发电系统中的核心设备。文章基于随机性电源的三电平光伏并网逆变器作为重点研究对象,首先,以分布式光伏发电系统为切入点,简要分析光伏电池输出特性的研究现状;其次,以设计通用化、模块化、标准化的随机性电源功率模块为目标,对光伏并网逆变器的拓扑结构展开研究;最后,分析和总结了基于随机性电源拓扑结构的适用于三电平光伏并网逆变器的控制策略,同时对光伏行业内的三项关键技术进行了深入探讨。 展开更多

关键词 三电平光伏并网逆变器 随机性电源 光伏组件 拓扑结构 控制策略 关键技术

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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

13

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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