【摘 要】
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作为分布式发电系统的重要组成,并网逆变器在向电网输送稳定、高质量电能的过程中扮演着不可替代的角色。随着数字芯片的快速发展,用数字控制迭代模拟控制是目前变换器应用的主要发展方向。本文以数字控制并网逆变器稳定工作为目标,分别对数字控制引入的时延及延时补偿开展理论和应用研究。主要内容如下:本文首先分析了控制延时的产生机理及其对系统的影响。其一,改变了有源阻尼的阻尼特性,当阻尼表现为负阻时会破坏系统稳定控
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作为分布式发电系统的重要组成,并网逆变器在向电网输送稳定、高质量电能的过程中扮演着不可替代的角色。随着数字芯片的快速发展,用数字控制迭代模拟控制是目前变换器应用的主要发展方向。本文以数字控制并网逆变器稳定工作为目标,分别对数字控制引入的时延及延时补偿开展理论和应用研究。主要内容如下:本文首先分析了控制延时的产生机理及其对系统的影响。其一,改变了有源阻尼的阻尼特性,当阻尼表现为负阻时会破坏系统稳定控制的条件;其二,控制延时会引入相位滞后,降低了相角裕度。针对数字控制情况下,电容电流反馈有源阻尼会出现负阻特性,本文在传统延时补偿策略基础上进行了优化,提出了针对有源阻尼回路的延时补偿策略。该策略将有源阻尼回路中的延迟环节移出环路,可以保证有源阻尼特性表现为恒定正阻,并通过实验证明了该延时补偿方案的有效性。针对数字控制引入的相位滞后问题,在综合考虑环路增益延迟环节和有源阻尼等效阻抗特性的基础上,本文提出了一种基于占空比预估的延时补偿策略,通过分析时延对系统的影响,给出了维持系统稳定运行的延时范围。该补偿策略可以将1.5拍的控制延时补偿到0.5拍,既保证了有源阻尼在Nyquist频率范围内不会出现负阻特性,又大幅减少了滞后相角的大小,通过实验验证了该延时补偿方案的有效性。最后搭建了实验平台对两种策略进行验证,结果证明所提策略具备良好的补偿效果和动态性能,并通过对比实验分析了各自的优缺点。
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