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LCL型并网逆变器电容电流反馈有源阻尼特性通用图形化评估方法及应用

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电源学报 2024年

作者：李智曾垂辉谢俊王伟姚俊张杰国家电网公司华中分部南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院) 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司

电容电流反馈有源阻尼广泛用于LCL谐振峰抑制。控制延时会引起有源阻尼等效的虚拟阻抗表现为负阻尼效应，导致系统的稳定性降低。为削弱负阻尼效应，需根据LCL谐振频率合理选择和设计反馈函数。本文提出了一种通用的图形化评估方法，可... 详细信息

电容电流反馈有源阻尼广泛用于LCL谐振峰抑制。控制延时会引起有源阻尼等效的虚拟阻抗表现为负阻尼效应，导致系统的稳定性降低。为削弱负阻尼效应，需根据LCL谐振频率合理选择和设计反馈函数。本文提出了一种通用的图形化评估方法，可直观界定出不同反馈函数的正阻尼频率范围，这为选择合适的有源阻尼反馈函数提供指导。运用该方法，本文提出对LCL谐振频率波动具有强鲁棒性的相位滞后补偿器。在一台6kW单相LCL型并网逆变器上进行实验，实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器电容电流反馈有源阻尼评估方法

弱电网下LCL逆变器的有源阻尼控制策略研究

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电源学报 2024年第2期22卷 167-174页

作者：王翰文曾成碧苗虹四川大学电气工程学院成都610065

在弱电网中,由于电网阻抗的存在,会导致新能源并网LCL滤波器固有谐振频率发生偏移,传统有源阻尼控制策略则无法保证系统的稳定性。而且随着新能源发电在电力系统中的占比不断提高,如何降低运营成本成为了研究热点。因此本文提出一种基... 详细信息

在弱电网中,由于电网阻抗的存在,会导致新能源并网LCL滤波器固有谐振频率发生偏移,传统有源阻尼控制策略则无法保证系统的稳定性。而且随着新能源发电在电力系统中的占比不断提高,如何降低运营成本成为了研究热点。因此本文提出一种基于并网电流和公共耦合电压反馈的新型控制策略,该控制策略不仅提供了有源阻尼以抑制LCL谐振,而且减少了传感器的使用,还能对大范围变化的电网阻抗有较强的适应能力。通过仿真和实验表明,与传统的控制策略相比,在改进的策略下弱电网的实用范围增加,系统的稳定性得到提高,对谐波的抑制能力提升,并网电流质量有了良好的改善。

关键词：弱电网 LCL滤波器并网逆变器有源阻尼

基于LCL滤波器的逆变器并网有源阻尼控制策略

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信息技术与信息化 2024年第3期 148-152页

作者：焦岳超刘幸丹巫付专焦健航江腾龙中原工学院电子信息学院河南郑州450000

目前LCL滤波器的逆变器广泛应用于并网过程中,由于本身是三阶欠阻尼系统,常常出现谐振尖峰,进而导致系统不稳定。对此,提出一种基于带通滤波器单反馈有源阻尼策略。首先,选取合适的LCL滤波器参数实现并网条件。其次,从幅值特性和相位裕... 详细信息

目前LCL滤波器的逆变器广泛应用于并网过程中,由于本身是三阶欠阻尼系统,常常出现谐振尖峰,进而导致系统不稳定。对此,提出一种基于带通滤波器单反馈有源阻尼策略。首先,选取合适的LCL滤波器参数实现并网条件。其次,从幅值特性和相位裕度的角度出发,采用极点配置法对带通滤波器进行参数设计并设置反馈并网高频电流。最后,通过MATLAB/Simlink仿真验证带通滤波器有源阻尼方法的可行性和有效性。

关键词： LCL型滤波器单相逆变器有源阻尼带通滤波器极点配置法

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基于并网电流谐波微分的有源阻尼策略

电工技术学报 2023年第23期38卷 6305-6317页

作者：杨树德李旺徐佳张新闻熊连松扬州大学电气与能源动力工程学院扬州225127 北方民族大学电气信息工程学院银川750021 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049

采用有源阻尼抑制弱电网下并网变流器系统失稳振荡的方法近年来受到广泛关注。已有的直接以公共耦合点(PCC)电压为反馈量的有源阻尼方法可有效抑制系统的失稳振荡,但会削弱系统对电网背景谐波电压扰动的抑制能力,进而影响到并网电流质... 详细信息

采用有源阻尼抑制弱电网下并网变流器系统失稳振荡的方法近年来受到广泛关注。已有的直接以公共耦合点(PCC)电压为反馈量的有源阻尼方法可有效抑制系统的失稳振荡,但会削弱系统对电网背景谐波电压扰动的抑制能力,进而影响到并网电流质量。为此,该文提出一种基于并网电流谐波微分的有源阻尼策略,通过微分运算将系统失稳振荡引发的谐振电流转换成PCC处的谐振电压,避免了将电网背景谐波电压扰动引入到并网电流参考值,可兼顾弱电网下并网变流器系统稳定控制和高质量并网电流两方面需要。仿真和实验结果验证了该文中理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。

关键词：弱电网并网变流器失稳振荡有源阻尼并网电流谐波微分

基于有源阻尼电流观测器的并网逆变器无电流传感器反馈控制

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中国电机工程学报 2022年第19期42卷 7182-7193页

作者：刘腾飞田艳军姜玉霞王毅李赢正张鹏河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学电气与电子工程学院) 河北省保定市071003

闭环控制的并网逆变器作为分布式发电单元与电网的互联接口,其稳定可靠运行对保障其安全运行是十分重要的。若电流传感器出现故障,则系统将面临停机或开环运行的状况,可控性显著下降,因此,研究并网逆变器无电流传感器的控制策略具有重... 详细信息

闭环控制的并网逆变器作为分布式发电单元与电网的互联接口,其稳定可靠运行对保障其安全运行是十分重要的。若电流传感器出现故障,则系统将面临停机或开环运行的状况,可控性显著下降,因此,研究并网逆变器无电流传感器的控制策略具有重要意义。针对这一问题,该文提出一种基于控制模型和电感模型的电流重构方法,所提方法结合控制过程变量、直流侧电压及交流侧电网电压,重构交流侧电感电流,并应用有源阻尼技术优化重构电流。在电流闭环控制中重构电流可以替换电流传感器输出,实现无电流传感器控制。研究结果表明,所提电流重构方法可以有效跟踪电流,保证重构电流的准确性,无传感器闭环控制时,可以快速反应电流参考值引起的变化,保障系统的稳定运行,有一定的抗干扰性。最后,通过Matlab/Simulink软件仿真和搭建实验系统验证所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：分布式发电逆变器无电流传感器电流重构有源阻尼

基于虚拟电阻有源阻尼的LC滤波型永磁同步电机系统预测电流控制

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电工技术学报 2023年第22期38卷 6059-6069页

作者：郑长明董萱萱肖子语阳佳峰公铮中国矿业大学电气工程学院徐州221116

LC滤波型永磁同步电机(LC-PMSM)驱动系统因具有固有谐振峰而易引起电流环谐振失稳问题,且LC滤波器增大了系统阶数,导致常规线性控制方法结构和参数整定复杂。为解决上述问题,该文提出一种基于虚拟电阻有源阻尼的无差拍预测电流控制策略... 详细信息

LC滤波型永磁同步电机(LC-PMSM)驱动系统因具有固有谐振峰而易引起电流环谐振失稳问题,且LC滤波器增大了系统阶数,导致常规线性控制方法结构和参数整定复杂。为解决上述问题,该文提出一种基于虚拟电阻有源阻尼的无差拍预测电流控制策略。考虑到逆变器侧电感电流可由控制器直接控制,首先,设计了一种结构简单的电感电流无差拍预测控制器,其能够实现对定子电流的间接矢量控制;其次,为了抑制系统固有谐振,进一步提出了一种基于滤波电容并联虚拟电阻的有源阻尼控制策略;最后,给出了系统的闭环稳定性分析及参数设计准则,并通过实验验证了所提控制方法的有效性。

关键词：永磁同步电机 LC滤波器预测控制虚拟电阻有源阻尼

应用于LC型逆变器电容电压有源阻尼控制的微分器

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太阳能学报 2022年第3期43卷 163-170页

作者：侯世英叶江丹赵凯林王永胜重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

以单相LC型离网逆变器为研究对象,针对传统微分器的不足,提出一种改进型数字微分器设计方法,改进型微分器与理想微分器的频率特性基本相同。最后,将改进型的微分器应用于电容电压有源阻尼控制策略中,硬件实验结果证实了所提方法的可行性。

关键词：有源阻尼微分器 LC型离网逆变器电容电压

基于负低-高通滤波器的并网电流反馈新型有源阻尼方法

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电机与控制学报 2023年第2期27卷 27-34页

作者：孙灵喜黄海宏韦友龙王海欣合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

基于并网电流反馈的有源阻尼方法常用来抑制LCL型并网逆变器的谐振尖峰,现有方法会放大高频噪声、降低并网电流质量。因此提出了基于负低-高通滤波器的并网电流反馈新型有源阻尼方法,在抑制谐振尖峰的同时,也降低了对高频信号的增益,进... 详细信息

基于并网电流反馈的有源阻尼方法常用来抑制LCL型并网逆变器的谐振尖峰,现有方法会放大高频噪声、降低并网电流质量。因此提出了基于负低-高通滤波器的并网电流反馈新型有源阻尼方法,在抑制谐振尖峰的同时,也降低了对高频信号的增益,进一步提高并网电流质量。采用极点配置法,围绕系统的稳定裕度以及有源阻尼效果设计新型有源阻尼的参数;随后讨论了LCL参数和电网阻抗变化时新型有源阻尼控制系统的鲁棒性。仿真与实验结果证明,该方法使得控制系统对高频噪声有更好的抑制作用,在不同的工况下均具有良好的稳定裕度,在电网阻抗变化时下依然可以有效抑制谐波电流。

关键词： LCL滤波器有源阻尼负低-高通滤波极点配置法鲁棒性

LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

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太阳能学报 2023年第2期44卷 399-408页

作者：杨明宋明洋张国澎解宝河南理工大学电气工程与自动化学院(河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室) 焦作454003 光伏系统教育部工程研究中心(合肥工业大学) 合肥230009

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传... 详细信息

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为(0,0.477f3)。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。

关键词：数字控制弱电网并网逆变器有源阻尼有效阻尼区