针对逆变器的控制方法



光伏发电站的逆变器怎么设置

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。

该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。

集中逆变一般用于大型光伏发电站（>10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。

在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。

2、主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。

为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。

3、分布式

分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。

分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

三相四线制逆变器并网电流复合控制策略

三相四线制逆变器并网电流复合控制策略是一种融合PI控制、PR控制和重复控制的策略，旨在优化并网性能和补偿负载影响。具体解释如下：

融合多种控制方法：

PI控制：用于跟踪直流分量，以其高速度特性确保电流控制的及时性。PR控制：针对特定频率谐波进行控制，利用其带宽和精度优势提高谐波抑制能力。重复控制：处理所有谐波，通过全面跟踪特性增强系统的稳定性和性能。

基波正序电压检测器：

通过补偿电流，确保电位基波正序电流三相对称，从而适应电网电压的畸变和不平衡状态。

系统结构与控制流程：

利用PLL提取电网电压相位，确保逆变器与电网的同步。根据需求计算正序电压和电流参考值，为控制策略提供基准。内环采用PI控制跟踪直流分量，外环或特定环节采用PR控制和重复控制处理谐波。

适应非理想工况：

在电压畸变和不平衡等非理想工况下，复合控制策略仍能快速、精确地跟踪并网电流指令。降低谐波和不平衡度，提高逆变器的并网性能和稳定性。

仿真结果验证：

仿真结果表明，该复合控制策略在负荷变化和电压不理想的情况下仍能保持三相电流的对称性和中线电流的极小化。显示了该控制策略的有效性和稳定性，在实际应用中具有广阔的前景。

并网逆变器的VSG/PQ控制及其平滑切换方法

并网逆变器的VSG/PQ控制及其平滑切换方法如下：

VSG与PQ控制简介： VSG控制：电压源型发电机控制能增加系统频率惯性，为电网提供频率支撑。 PQ控制：功率因数控制因缺乏频率惯性和阻尼，难以为电网提供频率支撑，但适用于特定的功率输出需求。

平滑切换方法： 统一电流环指令值：VSG控制通过电路模拟器模型实现输出变量电流环指令值与PQ控制方式的统一，为平滑切换奠定基础。 控制切换前后的电流环指令值和调制波相位：通过精确控制切换前后的电流环指令值和调制波相位，确保两种控制方式在切换过程中的平滑过渡。 反推求解PI控制器积分初值：针对幅度、频率和相位的同步控制，通过反推求解PI控制器的积分初值，确保切换瞬间调制波的连续性，避免相位突变引起的电能质量波动。

具体切换过程： VSG到PQ的切换： 采样切换前VSG实际输出功率作为PQ控制的目标功率参考值，保证幅度一致性。 通过反推求解PI控制器的积分值，确保切换瞬间电流指令值和调制波的平滑切换。 PQ到VSG的切换： 采用切换前的电流环指令值作为VSG控制的初始值，实现相位的平滑过渡。 通过计算得到切换时刻VSG控制的电动势，确保切换后的运行过程中电流指令值的稳定。

意义： 实现了VSG与PQ控制的平滑切换，有效减小了控制方式转换对电能质量的影响。 提高了并网逆变器在不同工作状态下的稳定性和效率，为逆变器控制策略的优化提供了理论基础和实践指导。

干货 | 关于逆变器，这些小知识你都了解么？

关于逆变器的小知识

逆变器是一种重要的电力设备，它能够将直流电能转换为交流电能，为我们的生活和工作提供了极大的便利。以下是对逆变器作用、特点、工作原理、分类、使用注意、安装使用方法以及常见问题与处理方法的详细介绍：

一、逆变器的作用

逆变器的主要作用是将直流电能（如电池、蓄电瓶提供的电能）转换为交流电能（一般为220V,50Hz正弦波）。这种转换使得逆变器能够广泛适用于各种家用电器和电动工具，如空调、家庭影院、电脑、电视等。在移动或户外环境中，逆变器更是不可或缺，它能够满足我们对220V交流电的需求。

二、逆变器的特点

转换效率高、启动快：逆变器能够快速启动并高效地将直流电能转换为交流电能。安全性能好：产品具备短路、过载、过/欠电压、超温等多种保护功能，确保使用过程中的安全。物理性能良好：采用全铝质外壳，散热性能好，耐摩擦，抗外力挤压或碰击。带负载适应性与稳定性强：逆变器能够适应不同负载的需求，并保持稳定的输出电压和电流。

三、逆变器的工作原理

逆变器的工作原理基于DC to AC的转换过程。它利用脉宽调制（PWM）技术，通过控制开关器件的通断，将直流电压转换为高频的高压交流电。然后，经过滤波电路的处理，得到稳定的交流输出电压和电流。

四、逆变器的分类

逆变器可以根据不同的标准进行分类，如：

按输出交流电能的频率分：工频逆变器、中频逆变器和高频逆变器。按输出的相数分：单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。按输出电能的去向分：有源逆变器和无源逆变器。按主电路的形式分：单端式逆变器、推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。按主开关器件的类型分：晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等。

五、逆变器使用注意

在使用逆变器时，需要注意以下几点：

直流电压要一致：选择蓄电池电压必须与逆变器直流输入电压一致。输出功率要匹配：逆变器输出功率必须大于电器的使用功率，特别是启动时功率大的电器。正负极要接正确：连接时必须正接正、负接负，连接线线径要足够粗，并尽可能减少连接线的长度。放置环境要适宜：逆变器应放置在通风、干燥的地方，远离易燃易爆品，使用环境温度不大于40℃。

六、逆变器安装使用方法

逆变器的安装和使用方法相对简单，但需要注意以下几点：

将转换器开关置于关的位置：在连接输入输出之前，确保转换器开关处于关闭状态。确认电器功率：确保所有电器的功率在逆变器标称功率以下。正确连接输入输出：将电器的220V插头直接插入转换器一端的220V插座内，并确保连接牢固。开启转换器开关：绿色指示灯亮表示工作正常，红色指示灯亮则表示出现故障。

七、逆变器的常见问题与处理方法

在使用逆变器过程中，可能会遇到一些常见问题，如绝缘阻抗低、母线电压低、漏电流故障等。针对这些问题，可以采取以下处理方法：

绝缘阻抗低：使用排除法检测问题组串，并检查直流接头和组件本身是否有问题。母线电压低：如果出现在早/晚时段，则为正常现象；如果出现在正常白天，则使用排除法检测问题。漏电流故障：取下PV阵列输入端，检查外围的AC电网和直流端，让逆变器停电30分钟后尝试恢复使用或联系专业工程师。

综上所述，逆变器作为一种重要的电力设备，在我们的生活和工作中发挥着不可替代的作用。了解逆变器的小知识，有助于我们更好地使用和维护它，从而确保我们的用电安全和稳定。

光伏知识必备│光伏逆变器的电路结构、原理及故障处理

逆变器是光伏系统中的核心部件，负责将光伏板产生的直流电转换为交流电以供电网使用或直接接入负载。其电路结构主要包括输入电路、输出电路、主逆变开关电路、控制电路、辅助电路、保护电路等关键部分。

输入电路提供给逆变器稳定的直流工作电压，确保逆变电路的正常运行。

主逆变电路是逆变器的中心，通过电力电子开关的导通与关断，实现直流电到交流电的转换。根据隔离方式的不同，主逆变电路分为隔离式和非隔离式两种。

输出电路则对主逆变电路输出的交流电进行修正、补偿和调理，以达到符合电网标准的高质量交流电。

控制电路产生一系列控制脉冲，控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。

辅助电路将输入电压转换为适合控制电路工作的直流电压，内部包含各种检测电路，确保逆变器稳定运行。

保护电路则针对逆变器的运行安全进行监控，包括输入过欠压保护、输出过欠压保护、过流保护、短路保护、孤岛保护等，确保逆变器在异常情况下的安全。

逆变器将直流电转换为交流电的过程可以通过半导体功率开关器件在控制电路的作用下以极快的速度进行，实现直流电切断，转换为交流电。

三相并网型逆变器电路原理主要由主电路和微处理器电路两部分组成。主电路负责DC-DC-AC变换和逆变过程，微处理器电路则完成系统并网的控制过程，确保逆变器输出的交流电压值、波形、相位等维持在规定的范围内。

在华为逆变器的常见故障处理方面，针对绝缘阻抗低、母线电压低、漏电流故障、直流过压保护、逆变器开机无响应、电网故障等问题，采用排除法逐步检测，找出问题所在并进行针对性处理。例如，针对绝缘阻抗低的问题，可通过检测直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，以及检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。针对电网故障，需提前勘察电网健康情况，与逆变器厂商沟通，确保项目设计在合理范围内，避免出现电压过高或过低，过/欠频等问题，通过正确选择并网并严抓电站建设质量，以解决电网相关问题。

逆变器的重复控制

逆变器的重复控制

逆变器中的重复控制是一种针对周期性扰动信号的有效控制策略，它基于内模原理，能够无静差地消除周期信号，特别适用于处理如RCD负载产生的周期性电流扰动等问题。

一、内模原理与重复控制基础

内模原理指出，若控制器的反馈来自被调节的信号，且在反馈回路中包含被控信号的动力学模型，则系统能够稳定。对于重复控制而言，其核心在于将外部周期性信号的动力学模型植入控制器，从而构成高精度的反馈控制系统。这种系统能够无静差地跟踪输入信号，特别是周期性信号。

对于阶跃信号，PI控制器可以无静差地跟踪。然而，对于正弦信号或周期性重复信号，PI控制器则无法做到无静差跟踪。此时，PR控制器（比例谐振控制器）或重复控制器则更为适用。PR控制器可以针对特定频率的正弦信号进行无静差跟踪，而重复控制器则能够处理任意周期性信号。

二、重复控制器的结构与工作原理

重复控制器的结构通常包括受控对象、补偿器、低通滤波器以及内模等部分。其中，内模是重复控制器的核心，它包含了周期性信号的动力学模型。补偿器则用于对系统的相位和幅值进行补偿，以确保系统的稳定性和控制效果。低通滤波器则用于滤除高频噪声，避免对系统造成干扰。

重复控制器的工作原理可以概括为：在每个控制周期内，控制器都会根据前一个周期的误差信号来计算当前周期的控制输出。通过不断迭代和修正，系统能够逐渐消除周期性扰动信号，实现无静差控制。

三、逆变器重复控制的实现

在逆变器系统中，重复控制通常嵌入在电压外环PI控制之前，形成复合控制系统。这样既能保留PI控制器对直流分量的快速响应能力，又能利用重复控制器对周期性扰动信号进行精确抑制。

实现逆变器重复控制的关键在于确定重复控制器的参数，包括内模的周期、补偿器的相位和幅值补偿系数等。这些参数需要根据系统的实际情况进行调试和优化，以确保系统的稳定性和控制效果。

四、逆变器重复控制的仿真与实验

通过Matlab/Simulink等仿真软件，可以对逆变器重复控制系统进行建模和仿真分析。仿真结果可以直观地展示系统在有无重复控制下的性能差异，包括输出电压和电流的波形、总谐波失真（THD）等指标。

实验方面，可以在实际的逆变器系统中进行重复控制实验，通过调整控制参数和观察系统响应，进一步验证重复控制的有效性和稳定性。

五、总结

逆变器的重复控制是一种有效的控制策略，能够显著抑制周期性扰动信号，提高系统的稳定性和输出电压质量。通过合理的参数设计和优化，重复控制器可以在逆变器系统中发挥重要作用，为电力电子设备的稳定运行提供有力保障。

以下是一些关键的描述和展示：

（RCD负载的电流信号波形，展示了周期性扰动的特点）（重复控制器的结构图，展示了控制器的主要组成部分和工作原理）（逆变器系统的Matlab模型，用于仿真分析重复控制的效果）（采用重复控制后的输出电压和参考电压波形，展示了控制效果的提升）

这些和描述有助于更直观地理解逆变器重复控制的工作原理和实际效果。

逆变器主要研究什么

逆变器主要研究以下内容：

一、逆变器的基本原理与结构 逆变器作为电力电子设备，主要功能是将直流电转换为交流电。 研究重点在于逆变器的电路结构、工作原理及其运行特性，包括输入直流环节、逆变器桥路、输出滤波器和控制系统等部分。 需要理解如何通过控制开关器件的通断，将直流电转换为具有特定频率和电压的交流电。

二、逆变器的控制策略 根据负载需求选择合适的控制方法，如脉冲宽度调制、空间矢量脉宽调制等，以实现逆变器的高效率、稳定性和动态响应性能。 针对不同类型的逆变器，控制策略也会有所不同。

三、逆变器的性能优化与提升 优化逆变器的各项参数，如提高转换效率、降低谐波含量、增强抗干扰能力等。 研究逆变器的热设计、电磁兼容性问题以及可靠性，以使其在电动汽车、可再生能源发电、电力系统等领域得到更广泛的应用。

四、逆变器的应用领域 研究逆变器在工业自动化、可再生能源、电动汽车等领域的应用，以推动其技术进步和产业发展。

怎么降低逆变器输出谐波？

要降低逆变器输出谐波，可以采取以下几种方法：

**1. 优化硬件设计 外接释放改进：通过外接适当的电路或元件，如滤波器，来吸收或抑制谐波的产生。 修正响应特性：在硬件设计中考虑跟踪响应的特性反馈，通过修正响应的宽度或变化率，使逆变器输出更加平稳，减少谐波的产生。

**2. 采用矢量控制技术 针对性改变：利用矢量控制技术，可以针对逆变器的转矩和速度进行精确控制，从而优化输出波形，降低谐波含量。

**3. 引入微分和积分环节 修正和平滑处理：在控制系统中加入微分和积分环节，这些环节可以对逆变器输出的波形进行修正和平滑处理，进一步降低谐波。

**4. 考虑分布电容和漏电流 评估并处理：虽然漏电流不一定是分布电容引起的，但应评估其对逆变器输出的影响。如有必要，可以采取措施减少分布电容或控制漏电流的大小，以降低谐波的产生。

**5. 调整控制策略 平稳过渡：在逆变器的工作过程中，尽量避免突然的大幅度变化，如阶跃输入等。通过调整控制策略，使逆变器在过渡过程中更加平稳，也可以有效降低谐波的产生。

综上所述，降低逆变器输出谐波需要从硬件设计、控制技术、微分积分环节、分布电容和漏电流以及控制策略等多个方面综合考虑和实施。

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