基于导纳重构的大型光伏电站谐波谐振抑制策略

推导出一种基于系统导纳的大型光伏电站稳定性判据,当光伏电站内各逆变器稳定且电网自身稳定时,大型光伏并网系统的稳定性取决于其稳定性环路增益是否满足奈奎斯特稳定性判据。分析表明:电网阻抗的增加降低了系统稳定性,甚至引发谐波谐振,使光伏电站进入不稳定运行状态。通过对并网逆变器等效输出导纳特性的分析,提出对其进行改善的准则,即输出导纳幅值在基频处尽量小,在谐波频率处尽量大,相位在全频范围内不与90°线相交,且具有一定裕度。根据该准则提出一种导纳重构策略,将并网点电压经适当环节反馈至电流控制器输出端,提高系统对电网阻抗变化的适应能力,实现对谐波谐振的抑制。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。     

大型光伏电站谐波谐振机理研究

大型光伏电站与理想电网之间不可忽略的电网阻抗使光伏电站与电网之间以及光伏电站内各并联逆变器之间产生交互作用,这种交互作用会引发大型光伏电站的谐波谐振。为研究大型光伏电站的谐波谐振机理,建立了系统解耦模型,将多逆变器并联系统转化为单逆变器系统进行研究。在解耦模型基础上推导出系统谐振频率、阻尼比以及稳定裕度与电网阻抗及并联逆变器个数之间的函数关系,分析了电网阻抗及并联逆变器个数对系统稳定裕度的影响,从闭环增益角度揭示了大型光伏电站谐波谐振机理。研究结果表明,电网阻抗不会引起系统有源阻尼失效,谐波谐振现象是由电网阻抗引起的系统稳定裕度降低而导致的。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于阻抗重塑的集中式光伏电站谐波抑制策略研究

受线路的阻抗以及各级变压器阻抗存在的影响,电网与集中式电站间往往会因此产生负面的交互作用,很可能导致系统的稳态性能降低,主要体现为入网电流的谐波问题.针对集中式光伏电站输出电流传输过程中的谐波放大问题,以阻抗重塑为设计思路,通过串并联虚拟阻抗,在控制策略中引入网侧电压前馈与输出电流反馈补偿环节,仿真结果显示,该策略能有...     

基于自适应虚拟阻抗的并网电流谐波抑制

分布式发电系统在电网中所占的比重持续增大,电网逐渐呈现弱电网特性,采用电压源型控制的并网逆变器可以在弱电网下可靠并网,但是并网电流易受电网电压背景谐波的影响。针对该问题,首先通过对电压源型并网逆变器输出阻抗建模分析,建立并网系统的谐波等效电路,在此基础上提出了虚拟谐波阻抗的方法并给出具体的实现方式。其次,通过对谐波电流幅值的检测,提出谐波含量负反馈控制,实现了虚拟谐波阻抗大小的自适应变化。此外,电压环采用改进的比例-积分-谐振(PIR)控制器,实现了对交流信号的准确跟踪。最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验进一步验证了所提方法的有效性。     

基于信息熵和节点导纳矩阵的光伏谐波路径初探

光伏电站的接入给电网注入一定谐波,同时也增加了电网谐波线损。本文针对传统方法过多依靠电气测量状态的问题,提出一种基于信息熵方法的光伏谐波路径识别方法。首先讨论了线路谐波与谐波源谐波之间的量化关系,其次利用信息熵的性质和电网节点导纳矩阵得出线路谐波电流与光伏谐波电流的量化关系,最后通过数值仿真了文章方法的有效性。本文提出的算法具有一定的实用性,为光伏谐波分析和研究提供了一种新的计算思路。     

大型光伏电站集电系统谐波传递网络分析

大型光伏电站中,每组并网逆变器系统的输出功率(电流)经站内集电系统汇集后向外送出。文献研究表明,即使单台并网逆变器的输出电流谐波较小,多台并网逆变器并联后输出电流的谐波也有可能超标。针对典型大型并网光伏电站拓扑结构,建立了详细考虑站内集电系统结构的大型光伏电站谐波传递网络模型。用节点导纳法在M ATLAB中对算例进行了谐波潮流计算,得出各个节点各次谐波电压相对于该点基波电压的放大倍数,并选取主变压器低压侧节点作为分析对象,与忽略集电系统内部结构时的计算结果作比对,发现谐波电压放大特性发生明显改变。最后分析了集电系统内部LCL滤波器及电缆线路参数对传递网络谐波电压放大特性的影响。     

基于电网谐波电压前馈的虚拟同步整流器电流谐波抑制方法

虚拟同步机技术可使电力电子变换器表现出类似同步电机的阻尼和惯量特性,从而促进电源或负荷与电网的友好交互.然而,因实际电网运行工况较为复杂,电网电压畸变将导致虚拟同步变换器的并网电流发生严重畸变.为此,该文提出一种适用于畸变电网下的虚拟同步整流器电流谐波抑制方法.首先,运用阻抗分析法,研究电网谐波电压对虚拟同步整流器并网...     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器（TGCI）接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂。提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无源和有源部分,有源部分是通过公共耦合点（PCC）电压和附加电压两个变量的适当负、正前馈,增加从电网侧到VSG的谐波阻抗,同时还减小PCC到VSG的输出阻抗,有效地解决VSG接入弱电网的并网电流畸变严重的难题。最后,搭建了10 kW的VSG样机平台验证了所提方法的有效性。     

基于虚拟谐波电阻的配电网谐波主动防御系统研究

针对传统有源滤波器（APF）只能治理本地谐波源的不足,提出了基于虚拟谐波电阻的谐波主动防御系统（HADS）。分析了HADS治理配电网谐波的原理,建立了HADS仿真模型,提出了谐波功率最大化和谐波畸变率最小化两种控制策略,并研制工程样机进行了工程示范应用。研究和实验证明,HADS能够有效降低区域谐波污染,可以成为新型电力系统下的区域谐波治理手段之一。     

基于逆变器控制的微电网谐波抑制技术研究

微电网包含各种分布式电源和大量的非线性负载,会造成严重的谐波污染。为此,提出了一种使分布式电源逆变器在微电网系统中具有谐波抑制功能的策略。该策略选用较为精确的基于同步坐标变换的谐波检测方法,在逆变器的控制系统电压环设计中加入一个虚拟阻抗回路,使逆变器在输送功率的同时能够抑制系统中的谐波。采用PSCAD/EMTDC软件搭建仿真平台对微电网正常运行和切/增负荷情况下系统中的谐波进行仿真研究。结果表明,提出的谐波抑制策略能够对微电网中的谐波进行有效抑制,提高了电能质量。     

一种新的大型光伏并网系统稳定性分析方法

为了解决大型光伏并网系统稳定性分析方法复杂的问题,采用等效简化的方法引入一种基于单台逆变器的辅助系统,得到该辅助系统与大型光伏并网系统稳定性的关系,进而提出一种将大型光伏并网系统稳定性分析转化为单逆变器并网系统稳定性分析的方法。研究结果表明:对于由n台规格型号相同的逆变器并联后,通过电网阻抗Zg接入理想电网的大型光伏并网系统,其稳定的判定条件为同时满足逆变器自身闭环稳定和辅助系统稳定。对于所有逆变器规格型号统一的多逆变器并联并网系统,无论所有逆变器电流环输入参考电流是否完全相同,该方法均适用。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于虚拟同步发电机的频率谐振抑制策略

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator)技术应用于新能源并网,其惯量和阻尼特性可灵活调节,提高了电力系统可控性、安全性及稳定性.大多数对VSG系统的研究都忽略了电磁磁链的动态过程引发的同步频率谐振现象,该现象在控制参数设计不合理时会导致系统稳定性下降,针对这一问题文中提出了选择VSG...     

基于改进无差拍光伏并网谐振抑制研究

分布式光伏接入配电网会产生谐波,易引发系统谐振,危害配电网可靠运行。为解决这一问题,建立并网逆变器等效模型,分析其产生谐振机理。在此基础上,为提高谐振抑制效果,提出一种改进无差拍控制策略,通过预测k+2时刻采样电流,解决了传统无差拍控制延时以及电流闭环控制响应性差等问题。然后将其与虚拟谐波阻抗法结合,重塑逆变器自身输出阻抗,破坏谐振形成条件。通过系统实验验证,表明了所提方法对抑制谐振的有效性。     

Impact of a virtual resistor on the input admittance of a grid‐connected inverter

A grid‐connected inverter offers good operation and controllability; however, there is a risk of local instabilities due to particular control schemes. As long as the input admittance is positive at a particular resonance frequency, the risk of local instability can be suppressed. In this paper, an attempt to improve the input admittance of the grid‐connected inverter (GCI)[vnsn1] using a virtual resistor is proposed. The impact of the virtual resistor on the inverter's passivity is analyzed by observing the input admittance of the inverter. Numerical analysis shows that the employment of the virtual resistor gives better input admittance to the GCI, particularly in the low‐frequency regions. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

电网电压畸变下的级联H桥光伏并网逆变器谐波抑制控制策略

三次谐波补偿策略可有效解决单相级联H桥光伏并网逆变器的功率不平衡问题,但在电网电压畸变下易发生并网电流畸变.针对这一问题,提出一种电流谐波抑制环来消除电网电压畸变所带来的影响,并降低电网电流畸变率.分析了电网电压畸变导致电流畸变的机理原因,在此基础上,提出了将并网电流中的谐波成分作为控制对象,实时反馈至系统中,通过闭环...     

多并网逆变器系统谐振抑制策略

多并网逆变器之间的交互影响会引发谐振,威胁系统的安全稳定运行。为了解决谐振问题,建立了多并网逆变器阻抗网络,分析了谐振抑制机理,基于导纳重构原理,提出了一种基于虚拟导纳的全局谐振抑制策略。该策略利用公共连接点处谐波电压产生和谐振频率相关的虚拟导纳,动态调整网络阻抗,抑制系统的谐振。以两个并网逆变器系统为例,理论分析了谐振抑制效果,仿真和实验验证了所提全局谐振抑制策略的可行性和有效性。     

基于谐波电流注入法的单相整流电路谐波抑制

电力电子装置产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源。介绍了基于无源滤波的谐波电流注入滤波法,其基本思想是在整流电路交流侧的方波电流中叠加某次谐波电流,对方波电流进行“整形”,可减少交流侧电流的谐波含量,降低畸变率。对单相整流电路的2次谐波电流注入滤波法进行了详细分析,通过Matlab数值计算仿真,取得了良好的滤波效果。     

基于并联虚拟电阻的多逆变器控制策略

功率均分与环流抑制是微电网中逆变器并联控制的关键问题。针对线路阻抗差异造成的系统功率均分精度低下及系统环流等问题,提出一种基于并联虚拟电阻的多逆变器控制策略。通过对各逆变器的电压跟踪系统进行设计,利用虚拟支路电流对内环电流参考值进行强制修正,从而改变各逆变器的等效连接阻抗,实现系统功率均分精度的提高及环流抑制。最后,结合逆变器等效输出阻抗的伯德图,对电压跟踪系统中的相关控制参数进行了选择。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了新方法的有效性。     

基于改进虚拟同步发电机控制的功率交互振荡抑制策略

在指令功率发生扰动时,虚拟同步发电机控制环路易产生功率交互振荡,威胁系统的安全稳定运行。为此,提出一种基于改进虚拟同步发电机控制的功率交互振荡抑制策略。基于相对增益矩阵原理研究不同系统参数变化时虚拟同步发电机输出功率间交互作用的变化规律;采用转速阻尼功率高通反馈改进虚拟同步发电机有功功率-频率控制环路,并通过绘制Bode图对比传统虚拟同步发电机控制策略与改进虚拟同步发电机控制策略的暂态和稳态性能;利用相对增益矩阵原理分析改进虚拟同步发电机控制策略的有功功率环路交互作用情况。仿真及实验结果表明,所提策略可有效实现虚拟同步发电机交互振荡的抑制。