微电网中不同容量逆变器并联控制策略

在传统下垂控制中加入虚拟同步发电机(VSG)算法和电压补偿环节,使逆变器具有同步发电机(SG)的大惯量特性,且各并联逆变器输出电压一致,有功、无功功率按额定容量比分配;通过电压电流控制环的设计,使逆变器等效输出阻抗为感性,以满足下垂控制要求,保证并联逆变器具有良好的动静态特性。Matlab/Simulink仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

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。     

三相逆变器并联系统的无互连线预测控制

对于三相逆变器并联系统,下垂控制是一种有效的控制算法,它可以确保各并联逆变器对系统负载功率的均分,并具有无互连线分布式控制的优点。而对于三相电压型逆变器,新兴的有限控制集模型预测控制算法(finite control set model predictive control,FCS-MPC)具有系统动态响应快、处理系统约束灵活等优势。将逆变器并联系统的下垂控制与三相电压型逆变器的模型预测控制结合起来,由下垂控制器提供模型预测控制器的参考电压信号,以并联逆变器输出电压对参考电压的跟踪误差构建模型预测控制器的优化性能函数,实现了三相电压型逆变器并联系统的无互连线模型预测控制。仿真及实验结果表明:所构建的无互连线模型预测控制器在三相电压型逆变器并联系统由空载投入负载、负载突变及某一并联逆变器切除等工况下均能有效运行,且与传统的逆变器并联系统三环控制器相比,显著地改善了三相逆变器并联系统的均流性能。     

多逆变器环境微网环流控制新方法

提出一种基于虚拟同步发电机运行的逆变器并联控制方法,在与传统下垂控制方法相比较基础上,具体分析了该方法在等效输出阻抗与无功功率输出的解耦和提升负荷功率分配精度方面的优势和原理,同时对下垂控制器进行小的修正,减小并联运行逆变器空载运行电压和频率差值,以使其满足不同额定功率逆变器并联功率分配和空载环流抑制的需求,并添加微分...     

基于下垂控制的应急微电网逆变器惯量自趋优方法

在灾害导致城市配电网大面积停电时,应急微电网可以在部分停电区域利用柴油发电应急车和储能应急车对其中的重要负荷进行应急供配电,而储能逆变器和同步发电机在能量变换和惯性环节的差异会导致微电网负荷波动过程中产生环流功率造成逆变器的输出功率波动过大。为此分析应急微电网中的频率变换率和系统环流的机理,为抑制系统环流功率,设计基于下垂控制的逆变器惯量自趋优策略,搭建应急微电网中储能逆变器的并联控制器,进一步通过仿真和半实物仿真实验,来验证惯性环节自趋优策略下系统动态过程中功率均分的特性。实验结果证明,在应急微电网中,基于下垂控制改进的惯性环节可以及时自适应储能逆变器的惯量,实现柴油发电机和储能逆变器并联系统动态和稳态的功率良好均分,提升应急微电网多类型电源并联系统的供电可靠性。     

逆变器的虚拟同步发电机控制技术建模与仿真

越来越多的可再生能源,通过逆变器并联接入电网运行,带来了逆变器并网控制研究这一新课题。常用的分布式能源控制策略为下垂控制,当逆变器电源采用下垂控制策略时,可以通过下垂特性来分配各自承担负荷的大小,但是却很难在扰动情况下,为系统提供惯性与阻尼支撑,电力系统易失去稳定。针对此问题,提出了一种虚拟同步发电机(VSG)技术。通过研究分析同步发电机的数学模型和外特性,从而建立虚拟同步发电机的数学模型,来模拟同步发电机的转子惯性,并通过仿真验证其正确性以及虚拟同发电机技术能实现微电网并网与孤岛模式的自由切换。     

基于虚拟同步发电机的微电网改进下垂控制策略

针对传统下垂控制作用下微电网的运行状态平滑切换问题,利用虚拟同步发电机思想,在控制环中加入虚拟的转动惯量方程,使得微电网逆变器具有与传统的同步发电机相似的动态性能,解决了微电网逆变器输出阻抗小、阻尼小等问题,以此来降低由于功率的急剧变化所造成的频率振荡;同时增加一个补偿控制环节,增加系统在运行状态切换情况下的稳定性。采用MATLAB软件进行仿真,验证了所设计的微电网改进下垂控制策略的有效性。     

基于虚拟阻抗的三相并网逆变器并联策略研究

在三相并网逆变器并联系统中,为了解决组件的差异和电路参数的不一致导致环流过大的问题,传统的并联均流控制策略采用将线路阻抗简化成感性模型的下垂控制方法,缺乏对阻抗电阻特性作用的考虑;为了充分反映线路电阻和电抗对输出到公共节点电压的影响,改进上述下垂控制方程,提出一种基于虚拟阻抗的逆变器并联均流控制策略,搭建两台逆变器Matlab/Simulink并联模型,在并网和孤岛运行模式下进行仿真研究,仿真结果表明,改进的方法均流效果明显,有效地降低环流,减小无功危害,提高并联系统运行效率。     

逆变器多层控制无线并联技术

研究逆变器无互联线冗余并联系统,针对传统无互联线下垂控制的不足,借鉴电力系统中应用于功率调度的分层控制方法,提出多层控制方法。第1层为改进的PQ下垂算法,对系统的频率及初始相位同时进行调节,以兼顾提高系统的动态和稳态性能;第2层控制检测系统交流母线电压的频率及幅值,以补偿下垂控制损害的负载调整率;第3层控制检测交流母线电压相位,实施直接同步调节,减小投入并联瞬间的冲击并避免动态相位失步。详细分析控制原理及各层控制之间的关系协调,并给出采用常规数字信号处理器的实现方法。由2台三相逆变器组成的并联系统的实验结果表明,多层控制无线并联方法实现了逆变器并联系统运行的稳定性和可靠性,具有好的动态和稳态性能。     

基于VSG模型的微电网逆变器技术研究

为确保微电网系统在离网状态下对重要负荷的持续供电,模拟发电系统中同步发电机的控制方案,对微电网逆变器的控制性能进行了研究与改进。采用虚拟同步调频系统,结合同步发电机转子运动方程模拟原动机的调速性能并增加自调频控制以满足系统在离网运行状态下由于负荷变动引起的对频率稳定性的要求;同时采用虚拟励磁系统解决了在多机并联运行的情况下,输出无功功率均分对等效输出阻抗的依赖,实现了准确的输出功率均分。通过Matlab/Simulink的仿真调试,验证了所采用方法的可行性。     

一种改进的中频逆变器并联控制系统

逆变器并联被越来越多地用于提高电源系统的容量、可靠性等性能.针对中频逆变器并联系统对相位要求比工频系统严格得多的特点,提出了一种基于传统下垂法的改进型并联控制策略.系统中应用了相位同步线来提高相位的同步性能,并采用相位容差控制提高系统的动态性能.仿真和实验结果验证了此控制策略的可行性.     

基于虚拟同步发电机的逆变电源控制策略研究

针对采用常规下垂控制方法的逆变电源存在稳定时电压和频率的偏移,不能完全满足电网运行要求的问题,采用了一种新的逆变电源控制方法即虚拟同步发电机(VSG)控制策略。建立了虚拟同步发电机的模型,参考同步发电机控制理论,重点设计了功频控制器和励磁控制器,搭建了以大容量汽轮发电机模拟电网的逆变器并网发电系统。通过Matlab/Simulink仿真验证了虚拟同步发电机中转动惯量的作用和虚拟同步发电机的并网调节特性,仿真结果表明,基于虚拟同步发电机的逆变电源在外特性上近似等效为一个同步发电机,具有良好的调频调压性能,能很好地适应电网的运行要求。     

自同步电压源逆变器并联系统控制策略研究

随着新能源发电和微网技术的不断发展,为满足微网系统的特殊需求,研究和讨论了自同步电压源逆变器并联运行控制策略。模拟同步发电机的转子运动方程、一次调频调压特性,给出自同步电压源逆变器的控制框图,分析其对并联系统稳定性及动态响应的影响,并研究了自同步电压源逆变器并联组网技术。仿真和实验表明,所提控制策略可实现自同步电压源逆变器并联系统的稳定运行和动、稳态功率均分,能很好地适应微网的运行要求。     

微电网孤岛模式下负荷分配特性分析及改进

为改善微电网孤岛模式下的负荷分配性能,以确保微电网更加安全、高效地运行,通过对多逆变器并联运行时负荷分配机理的分析,定义了可定量刻画负荷分配性能的系数,并分析得到逆变器额定容量与总输出阻抗不匹配是造成分配性能下降的根本原因。在此基础上,提出了基于虚拟电阻的改进下垂控制方法,同时在电压控制环中采用准谐振(proportional resonant,PR)控制,保证了虚拟电阻的准确配置;最后在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建了逆变器并联运行仿真模型,通过三个不同的仿真场景验证了所提控制策略的有效性。     

孤岛模式下并联VSG的无功均分控制策略

微电网运行在孤岛模式下,光伏逆变器采用虚拟同步发电机(VSG)控制方式并联,各逆变器传输阻抗的差异及负载切换,会导致并联VSG无功功率分配不均问题。针对此问题,提出一种基于虚拟阻抗和动态下垂系数的无功均分组合控制策略。分析并联VSG的功率分配机理,通过线路阻抗观测器构造虚拟阻抗,引入VSG输出无功变量构造动态下垂系数,两者对VSG的输出电压进行自适应调整,控制逆变器输出的无功功率,实现无功功率按容量均分。仿真与实验结果表明所提控制策略将无功功率差值从317 var减小到66 var,无功功率输出偏差从16.7%减小到3.5%。     

考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究

针对传统微网并联多逆变器运行控制策略仅能在某种程度上抑制系统中的环流,抑制后的环流仍然比较大的问题,提出考虑环流抑制的微网并联多逆变器稳定运行控制研究。首先,建立微网并联多逆变器模型;基于微网并联多逆变器模型,计算微网并联多逆变器输出有功功率和无功功率;根据计算出的数据,提出改进后的下垂控制方法,对系统进行控制,以减小系统的环流值,控制微网并联多逆变器稳定运行。仿真实验结果显示,在存在环流干扰条件下,当有功功率和无功负载出现变化时,采用所提方法对微网并联多逆变器进行控制,其输出功率和输出频率会随着有功功率和无功负载的变化而产生相应的变化,实现了微网并联多逆变器稳定运行,说明该方法在微网并联多逆变器稳定运行控制研究方面有一定的参考价值。     

逆变器并联列车辅助供电系统半实物仿真研究

针对基于下垂控制的三相逆变器并联列车辅助供电系统,改进了其下垂策略,并构建了基于dSPACE实时仿真器的三相逆变器并联列车辅助供电系统半实物仿真平台,在该平台上进行了三相辅助逆变器并联控制器在变负载工况下的半实物仿真实验.结果表明,构建的基于dSPACE的逆变器并联列车辅助供电系统半实物仿真平台是可行的,同时,也验证了改进下垂策略的可行性和有效性.     

转动惯量对虚拟同步发电机输出特性的影响分析

逆变器通过嵌入转子运动方程模拟同步发电机的下垂控制,可实现虚拟同步发电机(VSG)惯性特性,使其具有实际同步发电机抵御负荷扰动的能力。分析了转动惯量对离网模式下并联瞬间有功功率和负载频繁波动对频率的影响机理,在Matlab/Simulink仿真平台和1kW功率等级实验台架上验证了分析的有效性。     

微电网中并联逆变器的改进下垂控制策略

提出一种改进并联逆变器自适应下垂控制方法,该方法是在传统控制方法基础上引入功率与下垂系数的一次函数项及对引入虚拟阻抗后的电压跌落进行补偿,实现了下垂系数随功率变化的自适应调节,能有效提高并联逆变器所带负载突变时系统动态性能,具备较好负载均分能力。仿真与实验验证了所提方法的有效性。     

基于动态虚拟阻抗的多并联逆变器间环流抑制控制策略

孤岛微电网中基于下垂控制的各分布式电源逆变器并联运行,其参数差异会引发系统环流.为此提出一种基于动态虚拟阻抗的环流抑制策略.首先分析了采用下垂控制的逆变器并联时所产生环流的组成成分,得出无功环流占主导以及线路阻抗不匹配造成无功环流的结论.其次在虚拟阻抗中引入无功反馈项,实现无功精确分配,从而抑制无功环流.通过在电压控制方程中加入电压补偿项以消除线路压降,对传统的下垂控制策略进行改进,进一步抑制无功环流.最后在MATLAB/Simulink中搭建了3台逆变器并联的微电网模型,仿真实验结果表明,动态虚拟阻抗控制策略可以消除线路阻抗的影响,实现逆变器间无功功率的精确分配,解决多并联逆变器间的环流问题.