弱电网下单相光伏并网逆变器的无源控制策略研究

在当前的弱电网环境中，单相光伏并网逆变器的性能受到线路阻抗的影响显著，这可能导致电能质量下降，甚至可能引发逆变器的不稳定工作状态。为了克服这些问题，本文着重研究了一种鲁棒性和算法简化并重的无源控制策略。无源控制作为非线性控制的一种，因其稳定性高、抗扰动能力强、动态响应迅速和设计简便而备受关注。 首先，研究者构建了单相光伏并网逆变器的欧拉-拉格朗日模型，这是一种经典的动力学建模方法，用于描述系统的行为和运动。通过对逆变器动态特性的深入理解，有助于后续控制策略的设计和优化。 接着，文章探讨了如何判断逆变器是否具备无源特性，这是无源控制的基础。无源系统的特点是输出能量只能由输入提供，不会向系统外部传递能量，这对于在弱电网条件下保持系统的稳定至关重要。 设计无源控制器时，采用了阻尼注入的方式，即通过引入适当的负反馈来减小系统的共振现象和提高其稳定性。选择合适的阻尼系数对于实现有效的控制性能至关重要，文章对此进行了详细的分析，并提出了阻尼系数选取的原则，以确保控制器能在各种工况下都能发挥出良好的效果。 最后，通过仿真分析，作者验证了所提出的无源控制算法的有效性，它不仅能够有效改善在弱电网环境下的电能质量，而且展现出强大的鲁棒性，能够抵抗线路阻抗和电网电压的波动。这一研究对于提升单相光伏并网逆变器在不稳定电网条件下的运行稳定性具有重要的实际应用价值。 这篇首发论文深入研究了在弱电网条件下单相光伏并网逆变器的无源控制问题，为逆变器的稳定运行提供了有力的技术支持，对推动可再生能源领域的技术进步具有积极的意义。