户用小型风力发电系统的并网运行控制

为了克服独立运行的小型风力发电系统的缺点,节约电能,提出了一种与电网并联运行的户用小型风力发电系统的结构及其控制策略。该系统的并网部分由一个不控整流桥、Boost变换器和一个单相并网逆变器组成,采用"并网不上网"的运行方式。对Boost变换器进行控制,实现风力机的最大功率跟踪;并网逆变器采用以电流为内环、以电压为外环的双闭环控制方法,可与单相电网并联运行,但不对电网输出功率。通过不同风速、电网电压和负载下的系统仿真与单相逆变器并网实验,证明了系统控制策略的有效性。     

两级式三相光伏并网逆变器的控制及仿真研究

光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心部分,其直流侧工作电压必须高于电网峰值电压,故光伏发电系统一般采用Boost+逆变器两级式拓扑结构.以两级式三相光伏并网逆变器为研究对象,分析了其工作原理.前级Boost变换器控制实现MPPT控制;后级DC-AC变换器控制采用电压外环、电流内环双闭环控制,实现直流侧电压稳定和单位功率因数并网.最后在Matlab中搭建了两级式三相光伏并网逆变器的仿真模型,仿真结果表明了控制方法的有效性.     

户用型微电网单相并网逆变器控制策略研究

文中针对所设计的户用型微电网基本结构及能量管理要求,对微电网中的单相并网逆变器并网运行控制策略进行研究。构建了虚拟电网电压(电流)u_β(i_β),该虚拟电压(电流)与电网电压(电流)u_α(i_a)正交。借鉴三相并网逆变器矢量控制实现机理,对单相并网逆变器实施空间矢量脉冲宽度调制控制,提出直流母线电压、有功电流双闭环控制策略,实现并网逆变器输出有功功率P与无功功率Q的解耦控制。仿真结果验证所提出的控制策略实现了预期控制目标。     

多重电枢风电系统无电网电压传感器的并网逆变

以提高并网逆变器可靠性和降低成本为目的,采用基于虚拟电网磁链定向的无电网电压传感器的矢量控制策略;为了提高风电系统可靠性和容错能力,采用多重电枢直流侧电压并联运行的控制方案.详细分析单套逆变器数学模型和控制策略,实现两套逆变器并联运行并网.实验结果表明,三相并网逆变器输出电流正弦度良好,同时具有较好的动、静态特性,从而验证了方案的可行性和正确性.     

不平衡电网电压下永磁风力发电机并网逆变器的新型直接功率控制策略

为了研究不平衡电网电压条件下永磁风力发电机系统增强运行能力的有效控制策略,提出了比例-谐振电流控制方案,并将该方案应用于并网逆变器的直接功率控制中,以实现直驱永磁风力发电系统无需正、负相序分解的统一控制.在PSCAD/EMTDC环境下建立基于背靠背IGBT变频器的1.5 MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果表明,在不平衡电网电压下,该系统能够实现最大风能跟踪,且新型的直接功率控制策略结构简单,能够实现单位功率因数控制,具有良好的动态性能,有效地抑制了直流母线电压的升高,增强不平衡电网电压故障下直驱永磁风力发电系统的不间断运行能力.     

基于超级电容储能的光伏并网低电压穿越研究

采用超级电容储能配合光伏并网系统实现其低电压穿越功能,在电网电压跌落时,并网逆变器直接功率控制(DPC)的有功参考根据电网电压跌落程度进行给定,同时通过控制双向DC/DC变换器将直流母线侧多余能量存储于超级电容,以平衡逆变器两侧的功率,维持直流母线电压稳定.最后通过仿真验证了采用超级电容储能的协调控制方案的有效性和可行性.     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

耦合电感式高增益Boost变换器分析研究

在新能源电动汽车、风力发电和光伏发电并网系统中,需要采用非隔离高增益直流变换器。传统Boost变换器的电压增益和效率受开关器件、电容和电感等影响,并且占空比不能大,电压增益较低。在传统Boost变换器的基础上,利用耦合电感的特性,将其应用在传统Boost变换器拓扑上,通过改变耦合电感匝比来提升电压。首先分析了耦合电感高增益直流变换器在考虑漏感和不考虑漏感情况下的工作原理以及性能分析,然后进行仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

并网逆变系统低压穿越技术研究

逆变器控制系统作为光伏并网发电系统的核心,其设计直接影响整个并网系统的性能﹒随着光伏电站在电力系统中的不断接入,如何提高低压穿越能力成为研究热点﹒本文深入研究单相单级光伏并网逆变系统低压穿越技术,提出了基于单相PQ理论的有功无功电流解耦控制方案﹒该方法可实时对有功电流和无功电流参考进行调整,解决电压跌落过程中的功率不平衡问题,以实现故障期间的功率控制,并将无功功率注入电网以支持电网电压的恢复,最后通过仿真对本文所提出低压穿越技术的正确性和有效性进行了验证﹒     

基于MATLAB的单相光伏并网系统仿真设计

介绍了一种单相光伏并网系统仿真设计方法。根据光伏电池的数学模型建立了光伏阵列MATLAB仿真模型,利用S-Function函数编程实现了电导增量法的MPPT算法,在MATLAB/SIMULINK环境下,利用SimPowerSystems库搭建了单相光伏并网系统动态仿真模型,仿真结果表明,光伏电池输出功率能很好的保持在最大功率点,逆变器输出电压的频率和相位与电网电压的频率和相位相同,真正实现了并网。     

基于BOOST变换风力发电系统单相并网控制技术

针对风力发电系统的单相并网控制技术进行了研究,并系统地分析并网控制器的工作原理及其控制策略.该系统由不可控整流、DC-DC升压变换、H桥逆变和滤波器组成,采用电流闭环控制和电网电压前馈控制.利用Matlab/Simulink仿真软件对单相并网控制系统进行了仿真,验证了所设计系统的可行性.     

单相光伏并网逆变器控制策略的仿真

本文针对小型光伏并网装置,提出了一种新的控制策略.对单相太阳能光伏并网系统的工作原理进行了分析,建立了光伏并网系统的数学模型,由于锁相环技术可以使逆变器输出的电流与电网电压基本同频同相,电网电压前馈可以抵消电网对光伏并网系统的影响,从而提出了基于锁相环技术和电压前馈控制相结合的复合控制策略.在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型,并分别采取了不同的控制策略进行仿真.结果表明,文中提出的控制策略可以使光伏并网系统输出更好的并网电流波形,降低总谐波畸变率.     

基于DSP控制的单相光伏并网逆变系统设计

基于TMS320F2812芯片,阐述了一种单相光伏并网逆变系统的设计与实现方法.分析并设计了系统主电路,介绍了最大功率跟踪算法、电网跟踪控制以及电网电压锁相环的设计方法,并使用Matlab进行仿真,最后构建了实验室样机.实验结果表明并网电流波形良好,逆变器输出基本与电网电压同频同相,该方案可行.     

无电解电容两级式逆变器控制策略与仿真计算研究

现行逆变器中电解电容的故障率较高,逐渐凸显为影响电网逆变器实际使用寿命的技术瓶颈。为减小电压纹波,在两级式逆变器中加入解耦变换器,并采用MATLAB软件搭建了一种单相两级式逆变器并联解耦电路仿真模型,通过对比加解耦电路前后两级式逆变器的变化,得出增加解耦变换器对于减小母线电压纹波有明显的效果,验证了无电解电容两级式逆变器控制策略的有效性,相关研究结论可为电力工程逆变器的设计提供参考。     

风力发电中LCL型单相并网逆变器的稳定性分析

为了解决由于LCL型并网逆变器比例控制系统参数设置不当导致风力发电系统不稳定问题,以并网电流和电容电流双闭环比例控制下LCL型单相H桥并网逆变器为例,运用频闪映射方法分别建立了系统主电路和控制电路离散迭代模型,根据Jacobian矩阵特征值法分析控制参数对系统稳定性的影响并对系统稳定域进行划分。在MATLAB/Simulink中搭建系统平均模型,通过仿真获得的电流时域波形、电流-电压相位图、电流谐波谱分析图直观形象的分析验证理论分析与模型的正确性。研究结果对并网型LCL逆变器控制参数设计,避免系统不稳定现象出现具有一定的参考价值。     

基于自适应虚拟电阻的广域有源阻尼器

并网逆变器是分布式发电系统与电网之间的电能变换接口,然而,随着分布式电源的广泛分布,并网的公共耦合点(pointofcommoncoupling,PCC)和电网之间含有较长的输电线路、较多的隔离变压器,导致电网和发电系统之间联络变弱,电网等效阻抗增加,电网呈现弱电网特性.并网逆变器与电网弱联络时,并网逆变器的锁相环(phase-locked loop,PLL)、电流控制环的控制作用会在较广的频域内引入负阻尼,可能导致系统在广域范围内失稳.为了解决这一问题,本文建立了考虑PLL影响的并网逆变器广域阻抗模型,提出了基于阻抗分析的广域稳定性判据,并在此基础上通过在PCC点并联有源阻尼来稳定系统的方法设计了一个广域有源阻尼器,将其并联连接到PCC点,使其在PCC点合成一个并联阻尼电阻以抑制系统产生的谐振.当系统工况发生变化时,通过提取PCC点谐振电压并利用谐波含量限制的方法来自适应调节虚拟电阻值,实现广域范围内镇定系统的效果.最后在MATLAB/Simulink中搭建了并网逆变器等值系统模型,通过时域仿真验证了该广域有源阻尼器的正确性和有效性.仿真结果表明,并网逆变器与电网弱联络时,PLL、电...     

直驱型风力发电并网逆变器模糊控制方法的研究

详细分析并网逆变器的控制策略,针对传统PI参数不能跟随风速实时变化,出现控制效果不佳的情况,研究采用模糊PI控制方法,该方法能够根据风速变化实时调节,提高并网逆变器对于外部干扰、参数变化的控制效果,使逆变器输出的电流快速跟踪电网电压,达到与电网电压同频同相和提高风力发电并网效率和可靠性的目的,通过在Matlab/simulink仿真软件上进行仿真,验证了方法的正确性.     

新能源动力船舶中逆变器下垂控制技术

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,应用陆上大电网并网逆变理论,研究新能源动力船舶供电系统中与同步发电机并联的逆变器下垂控制技术能否满足船舶电网要求。分析了逆变器拓扑结构,建立了数学模型,在此基础上确定由电压环、电流环和功率环组成的三环控制策略,并提出了控制器参数的设计方法。仿真结果表明,基于下垂控制技术的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,能够满足船舶的用电需求,可实现新能源动力船舶在负载波动工况下稳定运行。     

相数调整在燃料电池直流变换器中的应用

轻载状态下燃料电池直流变换器的输出功率较低,若仍保留全部电子器件工作会导致直流变换器的效率降低,此时采用相数调整策略可以提高燃料电池直流-直流的转换效率。以四相交错并联Boost为研究对象,根据变换器各器件的功率损耗推导出单相Boost的效率方程式,从而绘制出不同工作相数下并联Boost变换器的效率曲线。分析了不同负载状态和开关频率对效率曲线的影响。仿真分析和实验结果验证了理论分析的正确性。在满足燃料电池低电压电流纹波的要求时,轻载状态下改变燃料电池直流变换器的在线工作相数,转换效率最大可以提高32%。     

变速恒频双馈风力发电系统的励磁电源

给出了变速恒频双馈风力发电系统中交流励磁电源的控制方案.在基于电网电压定向的基础上,分别对转子侧变换器和网侧变换器进行了研究.分析了双馈电机数学模型,并对空载并网控制策略进行了设计,实现了系统在变风速条件下无冲击电流并网.采用直接电流控制对网侧变换器进行控制,并实现了能量双向流动,功率因数可调,使双馈风力发电系统能运行在次同步和超同步两种状态下.实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的有效性.