逆变器控制系统

并网逆变器的风力发电并网逆变器

       针对风力发电系统的特性，设计了与电网并联的PWM逆变器控制系统，该系统采用电流瞬时值反馈控制，直接以电网电压同步信号为逆变器输出电流跟踪指令，通过对网侧电流的闭环跟随控制，实现以单位功率因数向电网馈送电能。对系统的稳定性进行了分析，实验结果证明了该逆变器控制系统的可行性和正确性。

       随着环保意识的加强以及对于可再生能源的需求，风力发电技术日益受到重视。由于风能具有不稳定性和随机性，风力发电机发出的电能是电压、频率随机变化的交流电，必须采取有效的电力变换措施后才能够将风电送入电网。为了改进风力发电机发电系统的运行性能，近年来发展了基于交-直-交变流器的变速风力发电系统。

       在交-直-交变速风力发电系统中，逆变器的控制技术是关键，国内外纷纷展开这方面的研究工作。文献[2]～文献[5]对此都有专门的研究。本文综合以上几个文献中逆变器的优点，提出了一种新型的逆变器控制方案。该逆变器直接以电网电压同步信号为逆变器输出电流的跟踪信号，能够使输出电流快速跟踪电网电压。该控制系统结构简单，试验结果表明该控制系统能实现单位功率因数输出，且输出电流的谐波含量低。 《中国风能逆变器行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》

       报告利用前瞻资讯长期对风能逆变器行业市场跟踪搜集的市场数据，从行业的整体高度来架构分析体系。本报告主要分析了风能逆变器行业发展背景;风力发电行业发展现状及趋势;风能逆变器行业发展现状、趋势及前景；风能逆变器行业的企业经营状况;风能逆变器行业发展趋势及前景。　　 交-直-交变速风力发电系统，整流器和逆变器分别采用二极管整流器及基于全控型器件的PWM逆变器。为了解决在低风速时整流以后的电压幅值过低、频率变化太快、直流纹波较大、电压尖刺等问题，在整流器与逆变器之间加入了直流环节部分，该环节具有升压和稳压功能。逆变器将直流转换成适合并网条件的交流后再通过变压器或直接并入电网。

       这种交-直-交系统最显著的特点是在风力发电机和电网之间连接了缓冲电路，在并网时无电流冲击，逆变器不仅可以调节电压、频率，而且可以调节输出功率，是一种稳定的并网方式。 PWM逆变器的拓扑结构如图2a所示。逆变器输入与直流稳压的输出端相连，其输入端的电压为直流稳压后的电压值udc，输出端通过滤波电感上后并入电网，对于风力发电并网逆变器系统，输出相电压、相电流与电网电动势满足图2b所示矢量关系。

       对于无穷大公共电网，该并网逆变器作为电流源向电网输送电能。因此通过对逆变器输出电流的控制即可达到控制输出功率的目的。由图2b可知，为了不对公用电网产生谐波污染，必须使逆变器各相输出电流与电网电压反相，以实现逆变器的单位功率因数输出。为了实现这一目的，设计了如图3所示的逆变器控制系统。 图6a为蓄电池电压与a相电流波形图，图6b为a相电压与电流波形图。图6c为输出电流的频谱图。实验结果表明，在蓄电池电压稳定的条件下，逆变器输出电流是稳定的正弦波，且与电网电压相位相反，因而实现了单位功率因数传送电能。逆变器输出电流频率基本是50Hz。谐波含量达到了并网要求。

串联谐振逆变器的控制方法是什么？

       1.串联谐振逆变器基本结构

串联谐振逆变器的基本原理图如图1所示。它包括直流电压源，和由开关S1～S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。其中开关S1～S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件。逆变器为单相全桥电路，其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是同时开通与关断的。

       2串联谐振逆变器的控制方法

       2.1 调幅控制（PAM）方法

调幅控制方法是通过调节直流电压源输出（逆变器输入）电压Ud（可以用移相调压电路，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来实现调节输出功率的目的。即逆变器的输出功率通过输入电压调节，由锁相环（PLL）完成电流和电压之间的相位控制，以保证较大的功率因数输出。

       这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。

       2．2 脉冲频率调制(PFM)方法

脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率，从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。

从串联谐振负载的阻抗特性

可知，串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率（f）的变化而变化。对于一个恒定的输出电压，当工作频率与负载谐振频率偏差越大时，输出阻抗就越高，因此输出功率就越小，反之亦然。

脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化，导致集肤深度也随之而改变，在某些应用场合如表面淬火等，集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响，这在要求严格的应用场合中是不允许的。但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单，故在以下情况中可以考虑使用它：

1）如果负载对工作频率范围没有严格限制，这时频率必须跟踪，但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。

2）如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。

       2．3脉冲密度调制（PDM）方法

脉冲密度调制方法就是通过控制脉冲密度，实际上就是控制向负载馈送能量的时间来控制输出功率。其控制原理如图2所示。

这种控制方法的基本思路是：假设总共有N个调功单位，在其中M个调功单位里逆变器向负载输出功率；而剩下的N－M个单位内逆变器停止工作，负载能量以自然振荡形式逐渐衰减。输出的脉冲密度为M/N，这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。因此通过改变脉冲密度就可改变输出功率。

脉冲密度调制方法的主要优点是：输出频率基本不变，开关损耗相对较小，易于实现数字化控制，比较适合于开环工作场合。

脉冲密度调制方法的主要缺点是：逆变器输出功率的频率不完全等于负载的自然谐振频率，在需要功率闭环的场合中，工作稳定性较差。由于每次从自然衰减振荡状态恢复到输出功率状态时要重新锁定工作频率，这时系统可能会失控。因此在功率闭环或者温度闭环的场合，工作的稳定性不好。其另一个缺点就是功率调节特性不理想，呈有级调功方式。

逆变器的作用及工作原理

       作用：逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置，由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

       原理：逆变器将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电，两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。

扩展资料

       正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。

       正弦波逆变器的性能：

       1、纯正弦波输出，适用于电视机、电冰箱、电磁炉、电风扇。

       2、微波炉、空调等家用设备使用# 微电脑（CPU）控制技术，性能优越。

       3、超宽输入电压范围、高精度输出、全自动稳压。

       4、内置过载、短路、过压、欠压、过温等保护功能，可靠性高。

       5、简洁明了的 LED显示，可升级到全面的数字化 LCD 显示，方便观察机器状态。

       6、供电时间可根据不同要求任意配置。

       7、采用阀控式免维护铅酸电池，智能型电池管理，过充，过放电保护，延长电池使用寿命。

       百度百科-逆变器

       百度百科-正弦波逆变器

微网逆变器有什么特点

       微网逆变器是一种用于将直流电源转换为交流电源的装置，通常用于与微网系统（小规模电力网络）集成。以下是微网逆变器的一些特点：

       逆变功能：微网逆变器的主要功能是将从太阳能电池、风力发电机等直流源获得的电能转换为交流电。这使得可再生能源可以被微网系统有效利用。

       并网能力：微网逆变器通常具有并网功能，允许将产生的电能注入到主电网中，或者从主电网获取电能。这使得微网系统能够与主电网交互，实现能源的灵活调度。

       智能控制：微网逆变器通常配备智能控制系统，能够监测电网状态、负载需求和可再生能源的供应情况。这样的智能控制有助于优化能源的利用和微网系统的稳定运行。

       电网支持：一些微网逆变器还具有电网支持功能，可以在电网发生故障或不稳定时提供支持，维持微网系统的运行。

       高效率：微网逆变器通常设计为高效能的设备，以最大程度地转换直流电源为交流电源而减少能量损失。

       多功能性：一些微网逆变器还具备多种功能，如储能系统的充放电控制、无人机充电等，以满足不同应用场景的需求。

逆变器控制系统中输出有功和无功的耦合效应是怎么定义的

       发电机的有功，如果乘以时间的话就是我们俗说的电量。发电机发有功，必须存在无功，无功是能量交换的手段。发电机发有功的同时，如果发无功输送至电网。这叫迟相运行。如果吸收无功，这就进相。励磁的目的是建立磁场，使得发电机的转子转动时在磁场工作，才能发出有功。而无功的正负和电流电压的相位角有关。关于有功，无功有段形象解释。有个帅哥用一个推车搬家，把东西都挂在前面，帅哥一边压着车把一边推，累的满头大汗；过来一个美女，坐在推车离车把近的车的一侧，哈哈，一下轻了不少。帅哥推得又轻松又惬意。帅哥压着车把的力是无功电流，克服摩擦力往前的推力是有功电流，把东西推到目的地是有功。美女就是无功补偿。没有无功补偿，供电系统也能工作，就是累点，耗能厉害；有了美女，男女搭配，干活不累，效率高，还开心。东西在前面，美女在后面，是容性无功；东西在后面，美女在前面，是感性无功。

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