电压不平衡下Vienna整流器的谐振滑模控制策略

针对电网电压不平衡条件下,Vienna整流器存在的负序电流及有功功率纹波问题,提出一种谐振滑模控制策略。首先,利用三相电压电流推导了三相Vienna整流器的直接功率控制模型;然后,在电压不平衡条件下,分析了系统不同控制目标的二倍频纹波补偿量,并设计了谐振控制器以便快速有效地跟踪纹波;最后,应用滑模控制策略对功率环进行设计,并通过对Lyapunov方程的求解确定Vienna整流器输出电压控制量。在MATLAB/Simulink上搭建了Vienna整流器仿真平台,对所提的谐振滑模控制策略的有效性进行了验证。仿真结果表明,该策略提高了系统在电网不平衡条件下的稳定性及控制精度。与传统PI控制策略相比,在电网不平衡下,Vienna整流器交流侧负序电流被抑制到原有的35.7%,有功功率纹波减少了67%。     

基于飞轮储能的动态电压恢复器补偿电压暂升的研究

本文对基于飞轮储能的动态电压恢复器（DVR）在补偿电压暂升时可能引起直流母线电压泵升的问题进行了研究。首先分析了传统控制策略的局限性,继而提出了一种整体协调控制策略,该策略根据飞轮额定充电功率与DVR吸收功率的关系以及飞轮转速的影响,自动调整飞轮的充电控制策略和DVR的补偿策略,使得直流母线电压保持恒定。最后,利用仿真结果对该策略的实用性和有效性进行了验证。     

永磁直驱风电机组变流器低电压穿越控制策略

针对永磁直驱风力发电机组低电压穿越问题,对传统的变流器控制策略进行改进.机侧变流器控制在传统策略的基础上加装功率控制器,在电压跌落期间,通过功率控制器减小发电机有功电流输出,从而限制发电机输出有功功率,减轻变流器直流侧压力.网侧变流器控制在传统控制策略的基础上增加了对电网无功补偿的控制,在电压跌落期间,根据国家标准对电网注入动态无功电流.仿真结果表明,在不借助传统控制策略在低电压穿越过程使用硬件辅助电路的情况下,能够直接通过改进型变流器控制策略,实现风力发电机组低电压穿越.     

基于双环矢量解耦控制策略的DVR动态性能研究

在配电系统中,电网电压发生电压暂降/暂升会造成用电负荷意外停机,通常采用动态电压恢复器(DVR)对电网电压进行补偿。DVR检测单元应具有良好的动态性能以便检测电压幅度和相位的变化,以触发DVR快速补偿配电网电压波动。针对如何提高电力系统中的电能质量问题,提出了一种基于双环矢量解耦控制的DVR控制策略,用来提高DVR在补偿过程中的动态性能。试验结果表明,与传统方法相比,该控制策略可以更快地校正电压暂降,使DVR达到更好的动态性能,最终使电网电能质量得到提升。     

用于光伏并网的组合级联式功率转换系统复合功率控制策略研究

根据光伏电站并网要求,分析了HC-PCS拓扑结构及特点,提出HC-PCS对光伏电站有功与无功综合补偿的复合功率控制策略.该复合控制策略兼顾光伏电站的有功平滑和电压稳定需求来确定HC-PCS的输出电流参考值,对HC-PCS输出有功与无功补偿进行协调控制,同时附加变化率控制,充分利用其快速功率调节特性,并且对电池充放电进行保护.对所提出的控制策略进行了仿真验证,结果表明,基于电池储能的HC-PCS可有效改善光伏电站并网特性,有助于提高光伏电站的低电压穿越能力,并对电网提供一定的动态无功支撑.     

并网光伏系统中3L-T-type QZSI参与电网电压不平衡控制

针对传统逆变器在不平衡网压情况下工作时较难抑制输入电网有功功率振荡分量的问题,提出一种基于三电平T型准阻抗源逆变器(Three Level T-Type Quasi-Z Source Inverter,3L-T-type QZSI)抑制有功功率振荡分量的控制策略。文中从功率理论推导得到其并网的参考电流,实现并网有功功率恒定且以单位功率因数为目标的控制策略。即:使用二阶广义积分器(Second-order Generalized Integrator,SOGI)完成电压的正负序分离;再结合基于载波的电平位移调制(Level-Shifted PWM,LS-PWM)技术,用以调节功率开关直通状态的占空比和叠加的平衡分量,实现直流侧电压控制和中点电压平衡。最后,在Simulink平台上模拟了电网电压不平衡情况,对间歇性能源不同出力情况进行了仿真,仿真结果表明,该策略可有效抑制间歇性能源的有功功率二倍频波动,有利于实现中点电位平衡和间歇性能源并网稳定运行。     

基于混合储能系统的光伏并网发电有功分级补偿控制方法研究

针对有功功率波动给光伏并网发电系统带来的电能质量等一系列问题,提出一种基于主动式混合储能系统的有功功率分级补偿控制方法。设计了基于超级电容与蓄电池的主动式混合储能系统结构,该结构能够充分发挥超级电容与蓄电池各自的优势,提高储能系统的功率输出能力;阐述了分级补偿控制的基本原理,并对混合储能系统中蓄电池、超级电容的容量进行了优化配置;基于模糊PID,构建了双向DC/DC变换器的整定控制方法,解决了常规PID调节器参数难以在线整定的问题。仿真分析表明,提出的有功功率补偿控制方法可以有效补偿光伏并网发电有功功率的波动。     

三电平逆变器直接功率控制的拓展算法

阐述了多电平逆变器的控制策略和拓扑结构,并具体分析了三电平逆变器的工作原理.提出了一种基于直接功率控制的算法,协调控制系统的有功功率、无功功率和中点电压.该算法通过3个滞环控制器实现,并分析各个逆变器电压矢量作用后产生的有功、无功、中点电压的变化,从而选择合适的逆变器电压矢量,控制各个IGBT的关断.仿真结果表明:基于...     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.     

基于新型直流牵引供电系统的变下垂控制策略

与传统交流制式牵引供电系统相比,基于模块化多电平换流器的中压直流(medium voltage direct current based on modular multilevel converter, MMC-MVDC)牵引供电系统具有电能品质高、供电距离远以及便于分布式可再生能源系统和储能系统接入等诸多优势。针对传统下垂控制下MMC-MVDC牵引供电系统中存在的输出电压跌落、功率分配不平衡问题,提出一种变下垂控制策略。该方法在传统下垂控制中引入下垂扰动量和电压补偿量,利用一致性算法根据各所输出电流得到下垂扰动量实时动态调节下垂系数实现负载功率在各所之间的均匀分配,同时各所输出电压的平均值稳定在额定值附近且偏移量较小。该策略在保证电能质量的同时提高了牵引变电所容量的利用率,在负荷突变时该系统也能较快地重新达到稳态,具备良好的动态特性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了两牵引变电所模型,将提出的控制策略与传统下垂控制进行对比,仿真结果验证了该策略具备较好均流特性的同时能够基本无差地跟踪输出电压参考值,保证MMC-MVDC牵引供电系统的安全、稳定运行。     

计及分布式光伏有功削减的配电网全局电压综合优化策略

提出一种考虑有功削减的分布式光伏主动参与配电网长时间尺度电压优化控制策略。在光伏最大化输出有功的前提下利用光伏逆变器剩余容量完成各时段无功优化,若优化后仍有电压越限,则在静态无功优化结果的基础上优化削减光伏有功输出,释放更多无功容量用于电压优化调节,得到全网最佳电压分布。考虑到光伏和负荷出力的不确定性,利用复仿射方法建立各时段功率输出模型。采用Ybus潮流计算与线性递减权重粒子群相结合的算法对优化模型进行求解。选取IEEE33节点系统进行算例分析,算例结果验证了所提优化策略的有效性。     

动态电压校正装置的一种新型补偿策略

针对电压跌落而提出的一种新型补偿方法。动态电压校正装置是解决电压跌落的最有效的一个装置。基于传统补偿策略的不足,文中对补偿策略的补偿特性进行了系统的分析;讨论了在传统的最小能量补偿法基础上,提出一种新型补偿方法即对于不同跌落而采用不同的最小能量法即零有功交换和最小能量交换。通过Simulink来建立最小能量法的仿真模型,并做出仿真分析。仿真结果表明该方法在保证补偿效果的同时可以实现装置输出有功功率最小,证明方法的可行性和有效性。该方法可充分利用设备储能,有较高的经济效益。     

基于虚拟磁链预测直接功率控制的双PWM变频调速系统研究

针对双PWM变频调速系统谐波污染严重、动态响应慢等问题,提出了一种基于虚拟磁链的双PWM变频系统预测直接功率控制策略.首先,分析了双PWM变频系统,建立两相静止坐标系数学模型.其次,整流侧采用基于虚拟磁链的模型预测直接功率控制策略,整流侧采用虚拟磁链定向,降低电网电压谐波干扰,增加系统的可靠性.另外,采用两步预测进行延时补偿,且采用重复控制对系统稳态有功和无功功率误差进行修正,并利用空间矢量脉宽调制技术选择整流侧期望开关状态.再次,逆变侧采用转子磁链定向矢量控制策略.最后,以异步电机为负载建立仿真模型.仿真结果表明:该双PWM变频调速方案能够进一步抑制直流电压波动、加快系统动态响应速度、减小交流侧输入电流谐波含量.     

一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术

提出了一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术,通过对逆变器输出电压的幅值和相位进行调节,改变逆变器输出电流的有功和无功分量.在白天,光伏发电系统能同时进行有功功率输出和电网无功功率补偿;在光照强度很低或夜晚光伏电池不能发电时,仍然可以利用该系统进行无功功率补偿,提高了系统的利用率.仿真结果验证了该技术的可行性.     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

三电平双有源混合全桥DC-DC变换器最小回流功率控制

三电平双有源混合全桥(H-TLFB)DC-DC变换器通过引入三电平桥臂提高输入电压范围.针对该变换器在传统双重移相控制下具有较大的功率回流、较高的电流应力等问题，提出一种最小回流功率控制策略.首先分析H-TLFB DC-DC变换器功率传输特性，比较变换器在两种不同工作模式下回流功率值的大小，并根据回流功率与电压比、移相比、传输功率的数学关系，计算出回流功率达到最小时对应的最优移相比，并设计相应优化控制策略.与传统双重移相控制策略相比，最小回流功率控制策略下的回流功率可以在全功率传输范围内达到最小值，并且在一定的电压比范围内，回流功率、电流应力可以同时得到优化.最后，通过实验验证设计控制策略的正确性和可行性.     

基于前馈解耦的多电平静止无功发生器控制

传统无功补偿装置存在损耗大、输出电压低等缺点,难以满足现代电力系统电网电压等级和容量要求,通过建立系统的数学模型,设计了级联H桥多电平静止无功发生器.针对系统强耦合性的特点,内环采用基于前馈解耦的PI控制,外环应用PI控制.仿真结果表明:所提出的控制策略具有动态响应速度快、稳态精度高、补偿效果好等优点.     

级联三相光伏逆变器的虚拟磁链直接功率控制策略

针对三相线电压级联的拓扑应用于光伏并网问题,提出一种改进型虚拟磁链直接功率控制策略(VF-DPC)。通过模块化级联系统的等效模型,分析系统整体的等效开关状态,在网侧采用改进型虚拟磁链观测器抑制直流偏移,得到光伏并网系统功率,在直流侧通过光伏最大功率跟踪(MPPT)得到功率参考值。然后根据系统稳态矢量图进行建模,设计解耦功率控制器,并且为了输出多电平的同时固定开关频率,结合载波移相和空间矢量实现移相空间矢量调制(PSSVM)。以3个模块级联为例,通过Simulink仿真验证本文所提策略的有效性。研究结果表明:本文所提策略是有效的;省略网侧电压传感器,也能保证光伏无需升压装置灵活应用于三相线电压级联并网场合;级联三相光伏逆变器在输出五电平电压的同时,以单位功率因数并网,达到额定输出最大功率4 667 W,并网电流谐波总畸变率仅为2.01%,而且模块化级联系统更具有工程实现价值。     

基于改进下垂控制的并联微源功率分配控制策略研究

针对传统下垂控制策略的多台逆变器并联孤岛运行时,因固有局限性及分布式电源之间的线路阻抗差异,会导致频率偏移、电压偏差和各逆变器不能按比例精确输出无功功率,导致系统不稳定的问题.提出一种新型改进下垂控制策略.将功率偏差量和电压偏差量引入传统下垂控制策略的串联校正环节中,提高有功-无功功率的分配精度,实现PCC处频率和电压...     

无功动态补偿的光储微电网并网控制

针对由用户侧无功负荷变化导致的光储微电网并网点电能质量变差的问题,同时为降低系统复杂度,提出一种自然坐标系下无功动态补偿的光储微电网并网控制策略。该策略以蓄电池的荷电状态切换变流器的控制方法来维持直流母线电压的稳定。针对不同的工况条件设计了两种具有无功动态补偿功能的并网逆变器功率控制策略,实现并网点电压的稳定,同时,在自然坐标系下实现了并网逆变器有功、无功功率的独立控制,省去了坐标变换和电网相位检测。实验结果表明,所提出的控制策略可以实现光储微电网系统功率的平稳有效流动,达到无功补偿的目的,且具有较好的动态响应。