基于相位簇扰动的下垂控制并网逆变器孤岛检测

传统孤岛检测方法多基于恒功率控制和电流控制的并网逆变器研究,随着下垂控制等其他控制策略并网逆变器的不断发展以及多机并网逆变器的广泛应用,传统孤岛检测方法的有效性受到挑战,必须寻找一种通用性更强的检测方法来适应分布式发电系统的发展。该文首先针对下垂控制策略提出一种基于P-f有功功率环相位簇扰动的孤岛检测方法,根据Goertzel算法提取的各次谐波幅值求和进行孤岛检测,该方法应用于下垂控制并网逆变器中,能够有效地增强抗干扰能力,无盲区地检测出孤岛,并适用于传统并网控制策略和多机并网系统。最后在三相并网逆变器的基础上建立仿真和实验平台,验证了该相位簇扰动主动孤岛检测方法的正确性及优越性。     

户用型单相光伏并网系统仿真分析

针对3 kW光伏并网发电系统,详细分析了光伏电池的模型;采用扰动观察法实现最大功率点跟踪;选择电流内环电压外环的双环控制作为并网逆变器的控制策略,其中电流内环控制并网逆变器的输出电流跟随电网电压,电压外环控制直流母线电压稳定在400 V;将主动式频率偏移法运用于孤岛检测的算法控制,孤岛出现后2 s内迅速检测出孤岛并切断光伏逆变器。给出了基于MATLAB/Simulink的系统仿真模型。结果表明:光伏电池能很好地实现最大功率点跟踪,逆变后成功并网,在规定的时间内对孤岛做出判断,达到预期的设计目的。     

低压微电网中并网逆变器主动移频式孤岛检测技术

在低压微电网中,线路阻抗、逆变器输出阻抗呈阻性,可以采用有功调幅、无功调频的间接电流型并网逆变器控制策略,该控制策略具有一定的反孤岛能力。推导了电阻、电感和电容负载的幅值和相角的表达式,给出了并网逆变器在孤岛运行时的无功表达式,由此得到电网故障后逆变器输出电压的频率变化数学模型,得到了有功调幅、无功调频的控制策略下逆变器孤岛检测盲区图。提出了频率正反馈的逆变器孤岛检测方法,通过在无功调频控制策略中引入频率正反馈环节,可大大减小逆变器孤岛检测盲区,给出了频率正反馈系数的选取原则。仿真结果表明,理论分析正确,所提出的孤岛检测方法可行。     

光伏发电系统的PSCAD/EMTDC仿真建模及孤岛检测研究

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了并网光伏发电系统模型,分析了并网光伏发电系统的孤岛效应现象。并网逆变器采用最大功率点跟踪(MPPT)-电压控制策略,孤岛效应识别方法采用基于频率-无功电流反馈的孤岛检测方法。通过光伏发电系统输出特性仿真及孤岛检测仿真,验证了所提模型和方法的正确性。     

基于下垂锁相的逆变器并网控制策略研究

采用电网电压前馈的并网逆变器,其滤波电感的感值、电流控制器的参数会影响逆变器并网功率因数.在电网电压前馈电流型并网控制策略的基础上,提出基于下垂特性的新型锁相环(phase-locked loop,PLL)控制方法,采用电网电压和并网电流相位差为反馈量调节锁相环的输出,可以实现并网逆变器单位功率因数运行,并且可以实现逆变器的反孤岛运行.给出该方法的控制框图,分析工作原理和锁相环下垂系数的选取方法,仿真和实验结果验证了该方法在改善逆变器并网功率因数和反孤岛能力方面的正确性和有效性.     

光伏发电系统运行模式无缝切换控制策略

传统独立光伏发电采用电压型控制,并网光伏发电采用电流型控制,无法实现运行模式的无缝切换。为此,提出光伏发电系统在2种运行模式下都采用电压型控制,避免控制策略切换所引起的冲击。针对光伏发电系统的特点,分别设计了光伏逆变器在孤岛运行、并网运行及模式切换时的下垂控制策略。将下垂控制进行改进,通过动态平移下垂曲线,使光伏逆变器并网运行时能够始终输出最大有功功率,抑制不同情况下的功率偏移,同时维持直流母线电压稳定,孤岛运行时能够跟踪电网运行状态,减小并网瞬间的冲击。仿真结果和实验结果均验证了所提控制策略的有效性,光伏逆变器在孤岛模式及并网模式都能够满足稳态运行要求,模式切换暂态过程平滑无冲击。     

低压微电网平滑切换控制策略研究

为了避免微电网并网与孤岛运行模式控制策略的切换,实现微电网并网模式和孤岛模式之间的平滑切换,研究在低压微电网下垂特性的基础上,提出了一种采用外环功率控制和内环电压电流双环控制的三环控制策略,实现并网时基于下垂控制的间接恒功率控制,孤岛时分布式电源自动调节功率输出,并设计了微电网同步并网控制器,有效地减少了微电网过渡过程产生的冲击。仿真结果表明,所提微电网逆变器控制策略运行稳定,运行模式之间能平滑切换。     

光伏并网发电系统几个关键问题的研究

通过分析太阳能电池的I-V特性,对比各种最大功率点跟踪方法的优缺点,采用了改进扰动观察法结合BOOST升压电路来对电池板进行最大功率点跟踪的方案。分析对比并网电流的各种控制方式,确定采用滞环比较方式对并网电流进行控制。为了使并网电流稳定可靠地向电网送电,采用双闭环控制策略对并网逆变器进行控制。分析了基于正反馈的主动移频式孤岛检测方法（AFDPF）的参数优化方案,为AFDPF检测盲区的分析提供参考依据。在Matlab仿真环境下,利用SimPowerSystems功能模块,对太阳能电池板的数学模型,最大功率点跟踪控制策略和并网控制策略分别建立了仿真模型,仿真结果证明了该方案和控制策略的正确性。     

光伏并网发电系统几个关键问题的研究

通过分析太阳能电池的I-V特性,对比各种最大功率点跟踪方法的优缺点,采用了改进扰动观察法结合BOOST升压电路来对电池板进行最大功率点跟踪的方案.分析对比并网电流的各种控制方式,确定采用滞环比较方式对并网电流进行控制.为了使并网电流稳定可靠地向电网送电,采用双闭环控制策略对并网逆变器进行控制.分析了基于正反馈的主动移频式孤岛检测方法(AFDPF)的参数优化方案,为AFDPF检测盲区的分析提供参考依据.在Matlab仿真环境下,利用SimPowerSystems功能模块,对太阳能电池板的数学模型,最大功率点跟踪控制策略和并网控制策略分别建立了仿真模型,仿真结果证明了该方案和控制策略的正确性.     

5MW储能虚拟同步发电机孤岛启动与同期控制技术

储能虚拟同步发电机既要实现并网和离网工况下的良好运行,又要实现同期并网的无缝切换。通过对传统逆变器多模块并联孤岛运行控制策略分析比较改进,提出一种基于虚拟同步机技术的孤岛并联启动控制策略。该孤岛并联启动控制策略引入同步发电机电气方程、下垂控制和虚拟阻抗分量,通过控制电压环输出电压调节量、系统反馈电压和虚拟阻抗分量计算出系统参考电流。同期控制通过对电网并网点两侧电网角度、幅值和频率的检测调节使并网时刻电压幅值、角度和频率满足误差范围要求,最终实现电压电流平滑过渡,孤岛到并网的无缝切换。最后,建立4机并联5 MW储能虚拟同步发电机并联仿真RTDS模型,利用RTDS仿真验证算法的有效性。