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单相逆变器在PV发电系统的应用

电力电子技术 2002年第2期36卷 19-21页

作者：张淼吴捷冯垛生华南理工大学广州510640 广东工业大学广州510090

描述和设计了一个用于PV(光伏 )发电系统与民用电网相连接的实用单相逆变控制系统 ,它能在PV系统能量不足时 ,利用电网能源进行弥补 ,PV系统能量过剩时 ,把能量反馈到电网。给出了系统的试验曲线。

关键词：单相逆变器光伏发电系统功率控制数学模型

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单相逆变器共模电磁干扰特性研究

郑州大学学报（理学版） 2014年第4期46卷 57-62页

作者：苏利捷魏兆博杨广德兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

在逆变器系统中,开关器件的高速开关产生了巨大的dv/dt和di/dt,形成了严重的电磁干扰(EMI)问题.介绍了逆变器在实际运行中产生的共模电磁干扰(CM-EMI)及其产生机理,得出了共模干扰源和传播路径,建立了单相逆变器共模干扰等效电路.通过... 详细信息

在逆变器系统中,开关器件的高速开关产生了巨大的dv/dt和di/dt,形成了严重的电磁干扰(EMI)问题.介绍了逆变器在实际运行中产生的共模电磁干扰(CM-EMI)及其产生机理,得出了共模干扰源和传播路径,建立了单相逆变器共模干扰等效电路.通过分析回路参数和驱动脉冲延时不一致对共模干扰的影响,揭示出干扰抑制中前期工作的重要性,并提出了相应的解决方案,即以干扰源作为研究对象,对逆变器共模干扰进行特性分析与初步消除.仿真及实验结果表明,该方法可以有效消除逆变器产生的CM-EMI,从而保障逆变器正常工作.

关键词：单相逆变器共模电磁干扰干扰源抑制

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单相逆变器数字控制技术研究

单相逆变器数字控制技术研究

作者：张丽娟天津理工大学

学位级别：硕士

随着现代科技的发展,各行各业对逆变器的性能提出了更高的要求。高性能的逆变器不仅要求具有高的稳态精度、快速的动态响应,而且要求具有强的带负载能力。本文采用重复控制加极点配置的逆变器数字控制方法,实现了良好的稳态、动态性能,... 详细信息

随着现代科技的发展,各行各业对逆变器的性能提出了更高的要求。高性能的逆变器不仅要求具有高的稳态精度、快速的动态响应,而且要求具有强的带负载能力。本文采用重复控制加极点配置的逆变器数字控制方法,实现了良好的稳态、动态性能,满足了逆变器高性能的需求。首先,建立了单相全桥逆变器的数学模型,讨论了逆变器各硬件参数对系统的影响,并对正弦脉宽调制技术和SPWM波的生成方法进行了介绍,说明了产生单相逆变器波形畸变的主要原因。接着,阐明了重复控制的基本思想,讨论了重复控制系统的稳定性和稳态误差。以单相全桥逆变器为例,采用重复控制方法,并对控制器进行了设计,其中对于逆变器谐振峰,设计采用陷波滤波器进行消除,对于相位偏差利用超前环节进行补偿。由于重复控制器动态响应速度慢,因此用状态反馈进行极点配置。以极点配置控制系统为内环,重复控制为外环,用Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果表明,采用的复合数字控制策略达到了理想的稳态和动态性能。然后,对系统的硬件结构进行了阐述,包括逆变全桥主电路的设计、驱动电路、采样电路、系统供电电源、JTAG接口、保护电路和CAN总线接口,并考虑了系统的抗干扰措施。最后,进行了数字控制逆变器的软件设计。介绍了软件开发平台CodeWarrior IDE,给出了系统的主程序流程图、中断程序流程图,并在基于DSP （MC56F8346）的平台上完成了单相全桥逆变器的实验,实验结果证明了所选用的数字控制策略能改善逆变器的动态和稳态性能。

关键词：单相逆变器重复控制极点配置建模与仿真

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单相逆变器的非线性行为分析

单相逆变器的非线性行为分析

作者：李飞哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

单相逆变器是一种DC-AC电压转换装置，它在新能源发电、变频调速和航空电源等许多实际系统中有着非常重要的作用。在所有的这些应用中，由于不稳定工作能产生灾难性后果，所以，对于单相逆变器进行稳定性分析是一个十分重要的任务。迄... 详细信息

单相逆变器是一种DC-AC电压转换装置，它在新能源发电、变频调速和航空电源等许多实际系统中有着非常重要的作用。在所有的这些应用中，由于不稳定工作能产生灾难性后果，所以，对于单相逆变器进行稳定性分析是一个十分重要的任务。迄今为止，对于单相逆变器的稳定性分析大部分是应用近似模型(例如状态平均法)，而单相逆变器本身是一种分段线性系统，因此，状态平均模型并不能精确的分析单相逆变器的稳定性。论文在分析相关文献的基础上，研究了单相逆变器中存在的非线性现象。首先，详细的阐述了电力电子中普遍存在的非线性现象，对于单相逆变器中存在的非线性现象的研究现状进行了分析。介绍了相关的非线性研究理论以及分析非线性系统的众多分析方法，其中频闪映射模型是一种精确的分析方法，并具有非线性现象研究显微镜的称号。其次，研究了单相逆变器在采用比例P电流闭环的情况下所存在的非线性现象。通过对比时域图、分岔图、折叠图和李雅普诺夫指数谱等特征量，对单相逆变器中分岔和混沌现象进行了说明。由于单相逆变器中存在电磁干扰和输出纹波等问题，常常采用扩频技术来进行抑制，这种方法已经得到了有效地论证，但是在其中存在的非线性现象却被忽略掉了。在本文中研究了基于扩频技术下单相逆变器的非线性现象，通过与前面分析的单相逆变器中存在的非线性现象进行对比分析，得出了在扩频技术下的单相逆变器中存在更加丰富的非线性现象。最后，研究了单相逆变器在峰值电流控制和谷值电流控制下的非线性现象，通过MATLAB数值仿真对比分析得出了其中存在对称的非线性动力学特性，这对于探索单相逆变器非线性行为的机理具有理论和实践性的意义。

关键词：单相逆变器非线性现象分岔扩频对称动力学现象

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单相逆变器有源阻尼控制参数设计

电力电子技术 2017年第6期51卷 43-47页

作者：王福姚钢殷志柱周荔丹上海交通大学电气工程系上海200240 上海电气集团中央研究院上海200070

针对LC型单相逆变器在轻载时严重欠阻尼,系统存在振荡的问题,使用有源阻尼方法抑制该振荡,采用谐振控制器实现对逆变器输出电压的无静差跟踪。通过分析控制参数对系统稳定性及动静态性能的影响,得到控制参数的取值范围,再结合工程应用... 详细信息

针对LC型单相逆变器在轻载时严重欠阻尼,系统存在振荡的问题,使用有源阻尼方法抑制该振荡,采用谐振控制器实现对逆变器输出电压的无静差跟踪。通过分析控制参数对系统稳定性及动静态性能的影响,得到控制参数的取值范围,再结合工程应用选取合适参数,无需反复试凑,能有效抑制系统振荡,并使得系统具有良好的动静态性能。仿真和实验结果表明所提参数设计方法有效。

关键词：单相逆变器有源阻尼谐振控制器参数设计

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单相逆变器分数阶建模及控制研究

单相逆变器分数阶建模及控制研究

作者：马冬冬大连理工大学

学位级别：硕士

逆变器作为一种重要的电力电子变换装置,其广泛应用于新能源开发、节能减排、医疗、航天等高新技术领域。目前逆变器的建模及分析以整数阶微积分理论为基础,未考虑电感、电容的分数阶特性,而电感和电容又是逆变桥输出低通滤波器的核心部... 详细信息

逆变器作为一种重要的电力电子变换装置,其广泛应用于新能源开发、节能减排、医疗、航天等高新技术领域。目前逆变器的建模及分析以整数阶微积分理论为基础,未考虑电感、电容的分数阶特性,而电感和电容又是逆变桥输出低通滤波器的核心部分,因此单相逆变器的整数阶建模及分析与实际系统有一定误差。针对此问题,本文建立了单相逆变器的分数阶模型并对比分析了整数阶模型和分数阶模型的差异,分数阶模型能够更准确地描述实际系统特性。对于分数阶系统引入分数阶控制可以得到比整数阶控制更好的效果、控制更灵活。本文根据电感和电容的分数阶特性建立了单相全桥电压型逆变器的分数阶模型,并分析了分数阶电感和分数阶电容的阶数对系统稳定性和动态性能的影响。结合分数阶框图分析方法,利用分数阶模型进行了整数阶控制器外环准比例谐振控制和内环比例积分控制的双闭环控制器参数设计,比较了分数阶模型和整数阶模型对控制器设计的影响,体现了分数阶模型的优越性。从而进行了分数阶双闭环控制器参数设计,输出电压外环分数阶PIλDμ控制和电感电流内环分数阶PIη控制。利用分抗链模拟电路实现方法及Matlab/Simulink软件分别建立了分数阶和整数阶双闭环控制系统的仿真电路,比较分析了分数阶控制系统和整数阶控制系统性能差异,针对实际分数阶逆变器系统引入分数阶控制可以得到更好的动态性能。文中详细的介绍了单相逆变器分数阶模型的建立过程,通过仿真电路完成了理论验证。结果表明：整数阶模型与实际系统的最大偏差为9.38%,分数阶模型与实际系统的偏差可控制在1.56%以内;分数阶模型更接近实际系统,利用分数阶模型设计的分数阶控制系统能够得到更好的性能。

关键词：单相逆变器分数阶模型分数阶电感分数阶电容分数阶PI~λD~μ控制

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单相逆变器输出波形控制技术研究

单相逆变器输出波形控制技术研究

作者：张国千哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,随着社会的发展,现代电力电子技术水平不断提高,各种非线性用电设备的数量和比重都在增加,逆变器的波形控制技术迅速发展,对低谐波、高精密、响应速度快的逆变电源需求逐渐增多,逆变电源的高精度与低谐波性能对保护用电设备和减... 详细信息

近年来,随着社会的发展,现代电力电子技术水平不断提高,各种非线性用电设备的数量和比重都在增加,逆变器的波形控制技术迅速发展,对低谐波、高精密、响应速度快的逆变电源需求逐渐增多,逆变电源的高精度与低谐波性能对保护用电设备和减小逆变电源对电网污染等方面起着巨大的作用,目前存在了各种各样波形控制技术。本文以单相逆变器带非线性负载为研究对象,分析逆变器的几种闭环控制方法来补偿输出波形的畸变,提高输出电压波形质量,研究目标是使逆变器的输出电压波形具有良好的稳态和动态性能。首先建立了单相逆变器的数学模型,分析单相逆变器的输出滤波器参数选择方法,确定了输出滤波器的滤波电感和滤波电容的实际参数,分析了逆变器输出波形产生畸变的各种影响因素。然后通过闭环控制的方法来提高输出波形的质量,介绍了重复控制的原理,对单相逆变器采用重复控制进行时域、频域仿真分析,仿真结果说明重复控制能使系统具有优良的稳态性能,输出电压的THD较低,但重复控制存在一个基波周期的延迟会使系统的响应速度变慢。为了弥补重复控制的缺点,研究了基于重复控制的PI双闭环控制,分析了PI双闭环控制的电流内环的设计方案,时域、频域的仿真分析说明基于重复控制的PI双闭环控制能使逆变器的输出波形系统具有较好的稳态和动态性能,输出电压的THD较低,但是这种复合控制方法的系统稳态性能没有单独重复控制好。基于阻抗调节的重复控制是将重复控制和极点配置结合使用,利用极点配置提高系统的阻尼,改善逆变器的动态性能,降低逆变器的输出阻抗,经过时域、频域的仿真分析,说明基于阻抗调节的重复控制使逆变器的输出波形具有良好的稳态和动态性能,输出电压的THD值比单独重复控制时小。单纯的LC滤波器存在瞬态振荡,通过虚拟阻抗技术增加系统的阻尼,使逆变器输出滤波器具有瞬态振荡抑制效果好、损耗低、易实现等优点。可以在单相逆变器的波形控制仿真和实验中采用虚拟阻抗技术,这样不仅可以消除输出滤波器的瞬态振荡,还能提高逆变器的传输效率,改善输出波形质量。最后根据以上的研究搭建以STM32F407IG型号的ARM控制芯片为核心的实验平台,设计各部分硬件电路,编写各个算法的软件程序,实验结果表明,本文采用的波形控制方法能正确有效地实现本文的研究目标。

关键词：单相逆变器重复控制非线性负载极点配置虚拟阻抗

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基于改进飞蛾火焰算法的单相逆变器参数辨识

计量学报 2020年第11期41卷 1416-1424页

作者：吴忠强申丹丹尚梦瑶戚松崎燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

提出一种基于改进飞蛾火焰优化算法的逆变器电路参数辨识方法。针对飞蛾火焰算法的不足,改进了飞蛾火焰优化算法。前期使飞蛾向最优个体位置直线移动,加快了算法收敛速度;后期利用Levy飞行增强种群多样性,提高了算法全局搜索能力。参数... 详细信息

提出一种基于改进飞蛾火焰优化算法的逆变器电路参数辨识方法。针对飞蛾火焰算法的不足,改进了飞蛾火焰优化算法。前期使飞蛾向最优个体位置直线移动,加快了算法收敛速度;后期利用Levy飞行增强种群多样性,提高了算法全局搜索能力。参数辨识结果表明,改进飞蛾火焰算法辨识得到的参数值与实际值非常接近,误差很小。改进飞蛾火焰算法能够有效实现逆变器电路参数的精确辨识,进而可应用于参数型故障诊断、运行状态监测和预知维护。

关键词：计量学单相逆变器参数辨识飞蛾火焰优化算法快速傅里叶变换 Levy飞行

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单相逆变器无互联线并联均流控制研究

单相逆变器无互联线并联均流控制研究

作者：辛欢东南大学

学位级别：硕士

在传统能源向清洁能源的转型过程中,风机、光伏电池获得的电能直接并入电网会增加电网电压谐波含量,导致系统的不稳定,而如直接对负载供电则不能满足负载的额定电压标准,严重缩短电气设备寿命。此外,数字化系统和电子精密器件对电能质... 详细信息

在传统能源向清洁能源的转型过程中,风机、光伏电池获得的电能直接并入电网会增加电网电压谐波含量,导致系统的不稳定,而如直接对负载供电则不能满足负载的额定电压标准,严重缩短电气设备寿命。此外,数字化系统和电子精密器件对电能质量提出了更苛刻的要求。逆变器作为不间断电源系统(UPS)的重要组成部分,可以实现DC-AC变换,其性能直接决定输出电压特性,因此有效的逆变器控制方法对UPS系统而言非常关键。在此基础上,为了扩大UPS的容量,通常需要将逆变器进行并联,采用无互联线并联以适应分布式系统的要求,并联技术中最关键的是抑制环流和功率均分控制。本文建立了单相全桥逆变器等效模型,使用单极性倍频SPWM调制方式,并根据开关频率设计了LC滤波参数。采用带负载电流前馈的电感电流内环输出电压外环的控制模型,双环均使用PI控制器,根据极点配置法确定控制参数。在Matlab/Simulink中搭建模型,分别对线性和非线性负载进行仿真实验,测试系统稳态和动态性能。为了获得更高的稳态电压精度,本文设计了基于准比例谐振(PR)控制的逆变器模型。同样采用带负载电流前馈的电感电流内环输出电压外环控制结构,按照先确定内外环比例环节、再确定内外环基波准谐振环节、最后确定内环谐波准谐振环节的顺序进行准PR控制参数设计,通过根轨迹判断系统稳定性和动态性能,并结合波特图确定合适内外环带宽。在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真测试系统稳态和动态性能,并与双环PI控制的输出电压特性进行对比分析。为了设计逆变器并联系统,本文首先建立了逆变器并联系统等效阻抗模型,对影响系统环流的因素进行分析,对比了带负载电流前馈与不带负载电流前馈逆变器的等效输出阻抗特性。着重阐述了系统阻抗为阻性时的系统功率特性以及下垂控制均分有功和无功的原理,并给出下垂系数选取参考条件。为了减小环流,设计阻性和感性虚拟阻抗,为了进一步抑制带非线性负载时谐波电流对输出电压的影响,本文设计了一种准谐振虚拟阻抗,可以进一步降低输出电压的谐波含量。在Matlab/Simulink中搭建基于PI控制和准PR控制的逆变器并联模型,由仿真结果可知,阻性和感性的虚拟阻抗均可以有效抑制并联系统的环流;增大下垂参数可以一定程度上减小环流,但要同时考虑系统稳定性和输出电压降落程度选择合适的参数;将等效输出阻抗设计成阻性的虚拟复阻抗在基于PI控制和基于准PR控制的逆变器并联系统中均取得了比较好的效果。加入准谐振虚拟阻抗后,带非线性负载时输出电压THD进一步下降。与单台运行逆变器特性不同,当逆变器采用双环PI控制时,并联系统输出电压稳态精度更高。

关键词：单相逆变器 PI控制准PR控制并联控制虚拟阻抗