基于暂态响应轨迹的光伏逆变器参数辨识方法

为了获取更精准的光伏逆变器暂态模型参数,保障光伏发电联网运行仿真分析结果的准确性,提出一种基于暂态响应轨迹近似的参数辨识方法。首先构建了光伏发电的机电暂态模型,确定光伏逆变器的待辨识参数;其次,建立了PSASP与Matlab联合仿真平台,基于粒子群算法的寻优原理,辨识光伏逆变器控制参数。最后,基于三机九节点仿真算例,验证该辨识方法的有效性和准确性。     

基于数据测试和粒子群优化算法的光伏逆变器LVRT特性辨识

为了对光伏逆变器低电压穿越控制精确建模,提出灵敏度分析和实测方案相结合的光伏发电单元低电压穿越控制参数辨识方法。首先对光伏单元待辨识参数进行灵敏度分析,提出辨识所用数据的测试方案;然后利用自适应惯性权重粒子群优化智能算法,结合多组实测数据对光伏并网系统低电压穿越控制参数予以辨识,从多组辨识结果中提取最优值;最后将最优值代入模型中,计算模型输出与实测数据的误差,验证了参数辨识结果的准确性。该方法考虑了逆变器功率等级不同给辨识结果带来的误差,辨识结果准确度较高并且多次辨识结果具有一致性,可用于工程实际计算。     

基于Vector Fitting的光伏并网逆变器控制器参数频域辨识方法

光伏并网逆变器通常含有内外环、锁相环等不同带宽控制环节,且控制器参数往往并不可知,即存在“灰箱”问题。为准确辨识不同带宽控制器参数,提出一种基于端口导纳特性的光伏并网逆变器控制器参数频域辨识方法。首先,建立典型控制下光伏并网逆变器交流端口的dq理论导纳模型,得到其理论导纳标准式;然后,通过扫频手段获得光伏并网逆变器交流端口的测量导纳数据,并采用Vector Fitting算法对测量的端口导纳数据进行矢量拟合,得到拟合导纳标准式;最后,运用最小二乘原理使理论导纳标准式与拟合导纳标准式对应项系数差值的平方和最小,从而辨识得到光伏并网逆变器控制器参数的估计值。参数辨识实例表明,所提方法能够同时准确辨识出不同带宽控制器参数。     

光伏逆变器直流电压扰动引起的间谐波电流解析模型

大规模光伏电站的并网给电力系统的稳定运行带来了挑战。研究光伏发电系统的间谐波产生机理和传变规律对于分析光伏发电引起的电能质量问题具有理论必要性和工程迫切性。为此,该文首先构建了dq同步旋转坐标系下的内外环控制模型,经推导变换建立了光伏逆变器直流扰动引起的间谐波电流解析模型:利用直流扰动电压、逆变器控制参数和电网阻抗参数,即可定量计算光伏并网逆变器输出间谐波电流的幅值、频率和相位。基于PSCAD仿真平台搭建光伏并网算例,仿真结果验证了该模型的有效性与正确性。最后,该文分析了光伏逆变器直流扰动引起的间谐波电流的幅频和相频特性,并定量讨论了内外环控制参数和电网阻抗参数对间谐波电流幅值的影响,为进一步研究光伏发电系统间谐波的抑制奠定了基础。     

基于μ综合方法的光伏发电系统柔性并入微网的鲁棒控制

光伏发电系统受气候环境等条件影响,输出功率具有间歇性、随机性等特点;另外,光伏组件、逆变器中的元器件老化等因素使光伏发电系统模型具有不确定性。为保证光伏发电系统柔性并网技术能满足微网电能质量等技术指标要求,针对微网中气候环境变化、元件老化等导致的模型参数摄动对光伏发电系统柔性并网的影响,提出一种基于模型匹配的光伏发电系统柔性并入微网的μ综合鲁棒控制方法,将包含逆变器等实际被控对象在内的模型匹配问题转化为广义系统,并抽象出不确定块,进一步归结为结构化不确定性问题,通过DK迭代得到μ综合控制器。μ分析和仿真结果表明,该μ综合控制器可以较好地保证微网中光伏发电柔性并网系统的标称性能和鲁棒性能,满足快速且无冲击的柔性并网要求,有利于微网的稳定可靠运行。仿真结果验证了所提出的μ综合鲁棒控制方法的可行性和有效性。     

基于阻抗分析法研究光伏并网逆变器与电网的动态交互影响

大量存在的并网逆变器会对分布式发电系统的电能质量和系统稳定性造成深刻影响,该文基于阻抗分析方法研究光伏并网逆变器与电网间的交互影响。论文定量分析光伏并网逆变器与电网之间由于阻抗交互影响所产生的谐波振荡,并通过基于硬件在环的分布式发电综合实验平台验证不同电网接入条件对并网逆变器稳定性的影响;推导LCL型并网逆变器的系统阻抗模型,并提出一种基于电压前馈的主动阻抗控制策略来提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度,使光伏并网逆变器在不同的动态电网条件下均具有较好的控制鲁棒性;最后给出阻抗主动调整控制策略的设计过程和参数设计方法,并通过仿真验证主动阻抗控制策略的有效性。     

基于递推最小二乘算法的逆变器参数辨识

逆变器作为光伏发电并网系统的关键元件,其性能不仅影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行,同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素。针对现阶段已有的逆变器模型及控制系统研究的不足,采用电压型三相桥式逆变电路的结构,电压外环、电流内环的双闭环控制,并推导出了逆变器的dq轴解耦待辨识模型,采用递推最小二乘算法对该模型进行参数辨识,得到了各个待辨识参数的实际值,由辨识结果可以看出辨识误差较小,辨识值与设定值非常接近,并在模型中加入了扰动实验,进一步验证了该算法在逆变器辨识方面的准确性和可行性。     

基于改进教与学优化的光伏阵列模型参数辨识研究

光伏发电系统中阵列模型及其参数辨识的准确性对光伏电站故障诊断、发电功率预测以及并网运行的稳定性评估具有重要意义。在单二极管模型基础上建立了光伏阵列数学模型,并提出一种基于Tent混沌映射的改进教与学优化算法对模型参数进行辨识,通过实测数据和参数辨识后的仿真结果进行对比,验证了该模型的准确性、求解快速性以及稳定性,为下阶段综合能源系统建模奠定模型基础。     

基于关键因子和辨识技术的光伏并网系统短路电流建模

为了提高光伏并网点短路时光伏系统输出短路电流计算准确性,提出以电压跌落程度n和光伏并网逆变器输出有功p及电网电压正序分量u⁺三个特征量为关键因子,分析推导三个关键因子与光伏并网逆变器输出电流峰值Imax的关系。采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压功率控制策略,基于系统辨识技术,建立光伏并网逆变器输出短路电流模型并辨识其相关参数。运用求和算法,获得近似的光伏并网发电系统输出短路电流模型。基于MATLAB编程软件验证了所建模型的正确性。同时与PSCAD/EMTDC搭建的恒功率控制仿真模型对比分析论证了该模型能较准确反映光伏并网发电系统输出短路电流的大小。     

光伏并网逆变器H_∞鲁棒控制策略的研究

光伏并网系统中,为了抑制逆变器参数不确定和电网干扰对输出电能的影响,提出了基于H∞鲁棒控制的光伏并网逆变器控制策略。在分析三相光伏并网逆变器的数学模型基础上,建立了包含不确定参数和电网干扰的模型,基于系统性能要求选取加权函数,并求得广义被控对象的状态空间实现,通过求解代数Riccati方程,得到H∞鲁棒控制器。通过仿真与传统PI控制方法进行比较,验证了该控制器对参数变化和电网干扰具有较强的鲁棒性。     

面向故障暂态建模的光伏并网逆变器控制器参数辨识

为了构建电网故障情况下高可信度的光伏电源暂态等效模型,为含光伏电源的电网故障特性分析和继电保护研究奠定基础,提出了一种面向故障暂态建模的光伏并网逆变器的控制器参数辨识方法。该参数辨识方法以差分进化算法为基础,不仅可以辨识出PI调节器参数,也能准确辨识出限幅环节参数,以弥补现有控制器参数辨识方法的不足,从而确保光伏电源故障暂态建模的准确性。建立了PI调节器参数和限幅环节参数的分阶段辨识流程,并采用理论计算方法确定了初始种群中各解向量的初始值,以加快待辨识参数收敛到真实值的速度,提高控制器参数的辨识效率。     

LCL滤波的三相并网逆变器电流双环控制策略

对于LCL滤波的三相并网型逆变器系统,电网电压畸变会增加网侧电流总谐波。针对该问题,分析了传统逆变侧电流单环控制策略无法有效抑制电网电压畸变对网侧电流的影响。为了增加网侧电流对电网电压畸变的抗扰性,提出了电流双环的控制策略。内环通过PI控制器实现对逆变侧电流的控制,外环通过PI+PR的控制方案完成对网侧电流的控制。通过推导系统的输出导纳的频率响应,分析了在提出方案下,网侧电流能够更有效地抑制网侧电压畸变的影响。仿真以及100kW样机的实验结果验证了该控制策略的有效性。     

光伏逆变器的低电压穿越特性分析与参数测试方法

掌握逆变器的低电压穿越特性对于分析光伏电站对电网的影响具有重要的意义。首先基于光伏逆变器的拓扑结构和控制策略,将逆变器分为直流电压变换环节、交流电流指令环节和交流电流响应环节,分析了影响逆变器低电压穿越特性的主导关键环节。然后,提出了一种通用化的交流电流指令环节参数测试方法,依次辨识无功电流和有功电流指令公式参数,并代入仿真模型验证参数的准确性。最后,对主导关键环节的分析结论进行了试验验证,并验证了参数测试方法对组串式逆变器和集中式逆变器的适应性和有效性。     

基于PSCAD的电网电压不平衡情况下光伏并网逆变器控制策略的研究

为了实现光伏并网逆变器在电网电压不平衡情况下能够输出平衡的三相电流,建立了电网电压三相不平衡情况下光伏并网逆变器的数学模型,分析了采用传统同步旋转dq坐标系下PI控制策略的缺点,在研究同步旋转正负序坐标系下双dq-PI控制的基础上,给出了一种改进的dq-PI控制策略。在PSCAD环境下,对传统PI控制策略和改进的dq-PI控制策略进行了对比验证,仿真结果表明光伏并网逆变器采用改进的dq-PI控制策略能够得到三相平衡的输出电流。     

基于低电压穿越试验的光伏发电系统建模研究

为进一步提高光伏发电系统建模准确性,研究一种充分利用低电压穿越试验数据建立仿真模型的方法。以内蒙古某光伏电站500 kW光伏发电单元为研究对象,首先,基于典型低电压穿越控制策略,采用最小二乘估计法完成了逆变器低穿控制环节的参数辨识。其次,通过对光伏PV特性曲线的修正获得光伏阵列的环境参数。最后,设计了光伏阵列参数计算流程和低穿控制策略测辨流程,并选取不同电压跌落水平的4组实测数据进行测辨。测辨结果代入基于Simulink搭建的仿真模型后,经由仿真与实测数据的对比验证了所提方法的有效性。     

多路并网光伏发电系统的仿真与分析

对一种多路并网光伏发电系统进行了细化研究,该系统中所有光伏阵列各自通过一个Boost DC/DC电路和同一个逆变器并联,然后实现并网。先讨论了各主要元件的参数选取方法,并确定了控制策略。前级Boost斩波电路通过调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点跟踪;后级逆变电路采用电压外环,电流内环的双环控制方法,电压外环控制逆变器直流侧电容电压的稳定并给出内环电流参考值的幅值,电流内环控制逆变器输出电流为参考值以实现并网,各路光伏阵列的最大功率点跟踪相互独立,互不干扰,提高了效率。最后用Matlab/Simulink进行了仿真,验证其有效性。     

并网逆变器新型控制策略的研究

随着电力电子技术的进步,将光伏电池发出的直流电经过逆变并入电网的技术逐渐成熟。在光伏发电系统中,逆变器是其中的关键部分,而并网技术则成为把太阳能转化为电能进行合理利用的核心技术。从逆变器的并网控制方法入手,阐述了多种并网技术。并对其中的PI控制进行了仿真研究,为了实现电流的无静差控制,且获得更精确的控制效果,选用一种变参数比例谐振控制策略,并进行了MATLAB仿真,验证了设计的可行性。     

三相逆变器数字孪生系统的参数辨识研究

电力电子变换器的参数辨识能提升系统控制和运行效果,然而传统的参数辨识方法难以同时辨识多组参数且辨识结果精度较低。针对此问题,提出了基于数字孪生的三相逆变器参数辨识方法。首先,构造出数字孪生三相逆变器,包括利用Runge-kutta库塔方法建立三相逆变器主电路的数学模型和控制器离散模型。然后,利用自适应粒子群优化算法更新并优化数字孪生逆变器的电路参数,直至数字孪生逆变器和物理逆变器相应的电路参数相同。最后,通过仿真和实验验证了所提参数辨识方法的有效性。结果表明,该方法在稳态与动态条件下均能快速地辨识出物理逆变器的电感、寄生电阻和开关管内阻参数,辨识结果的相对误差在2%以内。     

Wavelet technique based islanding detection and improved repetitive current control for reliable operation of grid-connected PV systems

Recent years have witnessed a thrust towards the use of solar energy as the major renewable energy source for distributed power generation. The proposed system requires reliable detection technique and suitable current control strategy for proper operation. This paper focuses on plug-in repetitive current (RC) control strategy for grid connected inverter system and wavelet technique for electrical grid status identification. The performance of proposed current control technique employed for grid connected inverter system under distorted and unbalanced grid voltage is compared with the existing conventional methods like PI and PR controller. This controller uses the feedback control system for attenuating periodic disturbances, improving high quality sinusoidal output current and high power factor. The proposed scheme employs fourth order infinite impulse response (IIR) filter for maintaining its resonance frequency, output frequency matching with grid fundamental frequency and reduction of harmonics. The DC-DC boost converter implements incremental conductance based (INC) maximum power point tracker (MPPT) algorithm. The effects of LCL filter for improving disturbance rejection capability and dynamic performance of the proposed system is also demonstrated. Grid connected PV inverter employs wavelet technique for an islanding detection functionality in order to determine the status of the electrical grid. In order to show the effectiveness of the proposed algorithm, modeling and simulation for grid connected PV system is performed using MATLAB/SIMULINK and its PowerSim toolbox.     

系统辨识在UPS逆变器无差拍控制中的应用

介绍了正弦波逆变电源无差拍控制的基本原理，分析了控制系统的稳定性和参数灵敏性，在此基础上提出了利用离线辨识系统结构参数实现无差拍控制器的精确设计。实验结果表明，利用该方法设计的无差拍控制正弦波逆变器系统稳定性好、输出电压波形畸变率低，具有一定的实际应用价值。