兼顾功率协调控制的两级式光伏逆变器低电压穿越控制策略

为提高基于Boost电路的两级式光伏逆变器的低电压穿越(LVRT)能力,设计了以基于Boost的直流母线电压控制环为核心的兼顾有功、无功电流协调控制的LVRT策略.首先分析了两级式光伏逆变器的常规Boost电压控制模式和输出电流控制策略;在电网电压跌落时,通过引入基于故障前光伏阵列最大功率点电压前馈的母线电压控制外环改变Boost电压控制模式来快速调节光伏阵列的输出功率,以稳定直流母线电压和防止逆变器过流;同时,根据电压跌落深度,按比例减小有功电流id,在保证逆变器不过流的前提下输出无功电流iq,为电网提供无功支撑,以帮助电网故障恢复.最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建100 k W两级式光伏逆变器模型进行控制策略验证,结果表明该策略不仅在电压发生深度跌落时仍能快速、有效地抑制直流母线电压升高,使光伏逆变器安全地实现低电压穿越,而且提高了其在电网故障期间的无功支撑能力.     

低压直流微电网母线电压控制策略

直流母线电压恒定是直流微电网运行控制的目标之一,考虑直流微电网并网和离网两种运行模式,提出基于交流电网和储能电池的直流母线电压控制策略.合理设计AC-DC变换器和DC-DC变换器的电压外环和电流内环控制参数,提高控制系统的动态性能,维持直流母线电压恒定,实现系统功率平衡流动.搭建直流微电网的Simulink模型,验证母线电压控制策略的有效性.结果表明当直流微电网系统内的负载波动时,母线电压控制策略可快速保障直流母线电压恒定,验证了提出的母线电压控制策略的有效性.     

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。     

电流前馈控制的光伏并网和APF统一控制策略

针对光伏并网和有源电力滤波器统一控制策略中,光伏阵列受到太阳辐射等外界环境的突变,导致直流母线中的电压振荡问题,提出一种基于电流前馈控制的光伏并网和APF统一控制策略.该控制策略采用将光伏电流前馈作用于参考电流合成的方法,加速逆变器参考电流的计算速度,提高了注入电网的电流的动态响应,抑制直流母线电压振荡.该系统既实现光伏并网,也能执行APF相关功能,抑制负载的谐波电流,补偿负载无功功率.在不增加成本情况下,提高了系统的抗干扰能力,具有良好的运用前景.     

永磁同步风力发电机组的不对称故障穿越控制策略

永磁同步风力发电机组在不对称电网故障下运行,将导致并网电流不对称、畸变,直流母线电压上升并含有2倍工频纹波等问题.为了提高永磁同步风力发电机组在不对称电网故障下的穿越能力,提出一种PMSG机组的控制策略:在网侧换流器的控制中采用电网负序电压前馈的方法来消除并网电流负序分量;在机侧换流器的控制中提出了一种新的发电机电磁功率跟踪控制思想,使发电机的输出功率跟踪网侧换流器的输出功率,消除了不对称故障情况下直流母线电压的2倍工频纹波和限制直流侧电压上升,避免直流母线电压波动超出电容电压的额定值.1 MW机组的仿真结果表明,所提出的控制策略可实现不对称故障穿越,验证了所提出控制策略的有效性.     

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。     

微网逆变器无缝切换控制策略研究

为了保证良好的并网电能质量,目前并网逆变器大多采用锁相环(PLL)与大电网保持同步,而弱电网下PLL会使并网逆变器的稳定性下降.因此本文通过研究PLL的等效阻抗影响稳定性的机理,选择可以实现并网自同步运行的直流母线电压控制逆变器,实现并网逆变器的离/并网无缝切换.并将其应用于弱电网的情形下,实现了弱电网下的虚拟功率预同步无缝切换控制.最后将所提控制策略在Plecs仿真平台验证了其有效性.     

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.     

基于超级电容器储能的直驱风电系统并网性能分析

为改善直驱风电系统的并网性能,在直流母线电压端并入超级电容器储能装置.分析了基于超级电容器储能的直驱风电系统模型,设计了控制策略,通过控制双向直流变换器及并网变流器,抑制风机功率的波动以向电网输出平滑的功率.在电网电压跌落时,使直驱风电系统安全实现低电压穿越,并向电网提供一定的无功功率支撑.利用依兰风电场18#风机实际输出功率作为控制对象进行仿真.结果表明,加入超级电容器储能装置可以改善直驱风电系统的并网性能.     

电网不对称故障下直驱永磁风电机组并网逆变器的双电流闭环控制策略研究

在分析不对称电网电压条件下直驱永磁风力发电机组并网逆变器数学模型的基础上,提出了正负序双电流闲环控制策略,完成风力发电机组在电网发生不对称故障下的不脱网运行.在PSCAD/EMTDC环境下建立基于IGBT背靠背变频器的1.5 MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果证明该控制策略的可行性.     

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.     

LCL并网逆变器二自由度PID单电流有源阻尼方法

提出了一种LCL并网逆变器二自由度比例积分微分(two degrees-of-freedom PID control,2DOF-PID)单电流反馈有源阻尼控制策略,其由比例积分(PI)环节和不完全微分环节两部分构成.比例积分环节控制并网电流高质量接入电网;不完全微分环节增强LCL逆变器的阻尼系数,有效抑制系统与电网形成的谐振尖峰,提高系统可靠性与稳定性,并改善系统的动态响应速度.该方法不用增加电压和电流传感器,系统成本低.建立了2DOF-PID控制系统的传递函数,分析了系统的稳定裕度与动态特性,选取了合适的控制参数,构建了系统仿真模型和实验平台.仿真与实验结果表明:2DOF-PID控制的LCL并网逆变器的满载并网电流畸变率仅为2.2%,远低于国家标准(GB/T 30427-2013)的要求;当系统从半载跳变到满载时,系统超调量低于9%,响应速度比其他方法更快.     

光伏并网发电控制系统的研究

针对光伏并网发电系统的控制方法,分析了太阳能电池的基本原理,给出了太阳能电池的功率输出特性;为了使太阳能电池能够最大效率地将太阳能转化为电能,给出了采用电导增量法的太阳能电池最大功率点跟踪的控制策略;对于光伏并网逆变器,采用的是全桥逆变电路,其直流侧为电压型输入,交流侧为电流型输出,并通过滞环比较的控制方式对并网输出电流进行控制;最后建立了并网发电系统的仿真模型并进行仿真,结果显示并网电流能够很好的跟踪电网电压。     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。     

考虑电网阻抗变化的LLCL并网逆变器谐振抑制策略

弱电网条件下,并网逆变器的正常工作会受到电网背景谐波及电网阻抗动态变化的影响,并网电流出现谐波谐振现象.为此,提出一种LLCL并网逆变器谐振抑制新策略.该策略在加权电流控制和电网电压前馈控制的基础上,引入电容电流反馈环节,保留了传统电网电压前馈控制方法中消除电网电压产生畸变影响并网电流的优点.通过对新反馈环节中反馈系数...     

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。     

基于改进型锁相环的单相并网逆变器

单相并网逆变器广泛地应用在新能源发电领域,它的一个关键技术就是对电网电压的锁相。分析了基于Park变换的锁相环原理,并进行了改进。针对并网逆变器采用的LCL滤波器,采用了基于电容电流前馈的有源阻尼控制方案,推导了LCL滤波器的模型,在此基础上加入电容电流前馈,推导出加入前馈后的数学模型,给出了不同前馈系数的bode图,分析出不同前馈系数的变化趋势。通过单相并网逆变器的仿真实验,验证了改进型锁相环和有源阻尼控制的正确性。搭建了硬件平台,进行了并网硬件实验,验证了以上理论的正确性和可行性。     

基于改进自抗扰控制的微电网混合储能控制策略

储能系统在微电网保证电力系统运行稳定运行中起到了关键的作用.因可再生能源发电具有许多不确定因素,从而引发的随机性以及波动性对微电网并网运行产生恶劣的影响.针对以上问题,为提高微电网并网的电能质量,减小直流(direct current,DC)母线电压的波动和冲击,提出一种由超级电容与蓄电池组成的改进自抗扰控制(acti...