基于虚拟仪器技术的光伏逆变器低电压穿越测试系统

低电压穿越(Low Voltage Ride-through,LVRT)是考核光伏逆变器并网性能的一项重要指标。为了实现光伏逆变器在低电压穿越测试过程中交流侧电压与电流的实时监测以及测试结果评价,设计了一种基于虚拟仪器技术的光伏逆变器低电压穿越测试系统。介绍了光伏逆变器低电压穿越测试系统的硬件结构和软件设计方案,研究了光伏逆变器低电压穿越测试有功功率恢复和动态无功支撑等关键指标计算方法。在此基础上,通过实例验证了平台具有较高的测量精度。     

基于模型电流预测控制的光伏电站低电压穿越控制方法

在传统光伏电站低电压穿越技术之上,提出了一种基于模型电流预测控制的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法,模型电流预测控制方法能够使逆变器的输出电流迅速地跟随参考电流指令,具有良好的动态特性。在光伏电站并网点发生故障期间,能够迅速控制光伏电站无功功率的输出,为并网点提供电压支撑,减少无功设备的投资,同时也提高了系统的暂态稳定性。在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了三相短路故障、单相短路故障和大负荷扰动3个仿真实验,另外对模型电流预测控制的输出响应和稳态性能进行了仿真分析,仿真结果表明,光伏电站在低电压期间为电网提供电压支撑,验证了所提出控制方法的有效性。     

三相四线制系统中计及零序电流特性的分布式电源逆变器有功和无功功率控制

分布式电源逆变器广泛应用于三相四线制系统,在发生接地故障时,逆变器应该实现低电压穿越的要求,另外,四线制系统下的故障零序特性不能忽略。提出一种能够同时实现以上两个目标的控制策略。基于对分布式电源逆变器控制和并网系统的故障零序电流特性分析,将逆变器的故障电流控制在最大限值内,并通过注入正负序电流消除对零序电流特性曲线产生的不利影响。最后通过实际工程算例分析,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

大规模光伏经柔性直流送出系统交流侧故障穿越特性分析及参数优化

为研究大规模光伏经柔性直流送出系统交流侧故障对系统故障穿越期间直流电压、有功功率等的影响,提出了基于等效受控电流源模型的建模分析方法。首先,定性分析了大规模光伏经柔性直流送出系统交流故障穿越特性,将送端交流侧故障对柔性直流系统直流电压的影响间接转化为系统有功功率特性研究。然后,基于故障期间光伏侧逆变器和送端换流站运行控制特性建立了全系统等效受控电流源模型,探究了光伏侧逆变器电流设定值和送端换流站电流限幅值对有功功率传输特性的影响,进而提出了故障期间光伏侧逆变器和送端换流站电流参数的优化设计方法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性。     

基于LabVIEW的光伏逆变器低电压穿越检测方法研究

低电压穿越(LVRT)能力作为并网光伏逆变器的一项重要能力,关系到整个电网系统的稳定。针对低电压穿越标准要求,设计了一种基于LabVIEW的光伏逆变器LVRT检测系统,设计了专用检测试验平台;通过解析测试标准要求,研究基于测试数据计算基波正序线电压有效值、无功电流等重要参数的方法;利用LabVIEW软件开发自动化低电压穿越检测软件,可实现光伏逆变器LVRT测试过程中交流侧各项参数指标的检测分析和测试结果评估。在此专用检测平台上测试了某光伏并网逆变器的LVRT能力,结果表明此系统自动化程度高、可扩展性强,检测能力满足要求。     

分布式虚拟同步发电机改进低电压穿越控制技术

传统分布式虚拟同步发电机不具备低电压穿越能力,在分析电网短路故障时传统虚拟同步发电机的运行特性基础上,提出保留功率环的改进分布式虚拟同步发电机低电压穿越控制技术。改进控制技术给出了电网短路故障时功率指令值的计算方法,同时在无功功率控制环中引入PI调节器,并在同步旋转坐标下对输出电流进行分序控制,实现不对称故障时输出电流的三相平衡,最后通过引入虚拟阻抗对瞬时故障电流进行抑制。改进后的分布式虚拟同步发电机低电压穿越控制技术,保留功率控制环,不改变虚拟同步发电机机理,在故障发生和清除时,只需对功率指令值进行重新设定,无需切换控制策略,实现分布式虚拟同步发电机的低电压穿越。仿真及试验结果验证所提控制策略的正确性及有效性。     

故障限流器对带有光伏电源的配电网低电压穿越能力的影响

本文从理论上分析了故障电流限流器在电网电压跌落时对保护电力电子开关、提高光伏电源低电压穿越的能力的影响,然后在PSCAD/EMTDC中建立了光伏、DC-DC升压转换器和逆变器的小信号模型,并将上述器件并入模拟配电网中仿真.仿真结果表明在电压跌落时故障电流限流器使故障量大小变为对电力电子开关无影响的值,验证了故障电流限流器提高光伏电源低电压穿越能力的有效性.     

基于STATCOM的光伏低电压穿越技术的应用研究

随着光伏产业的发展,光伏并网的容量越来越大,对电网的供电质量和系统的稳定造成不可忽视的影响。对基于STATCOM的光伏并网系统的低电压穿越技术的研究,是在当电网电压突然跌落时,利用STATCOM所发出的无功,提高并网点的电压,减轻逆变器输出无功电流的压力,实现光伏并网系统的低电压穿越。通过在Matlab/Simulink的仿真实验,验证了该方法在保证实现低电压穿越的基础上有效的减轻了逆变器输出压力。     

T型三电平光伏逆变器适应低电压穿越的调制策略探讨

针对T型三电平逆变器在低电压穿越时存在的损耗分布不均,从而影响逆变器的可靠运行的问题,首先在T型三电平逆变器的损耗模型和热传递模型基础上,分析并比较了三电平逆变器在正常运行与低电压穿越时损耗分布和热应力,提出了一种适应低电压穿越的调制策略,通过合理分配冗余矢量,转移中间管的损耗,从而避免中间管过温而导致失效;然后,针对低电压故障和电压恢复过程中的存在三电平逆变器中点电压不均问题,改进了调制方式,通过在三电平逆变器低电压穿越的全过程,既实现了逆变器的损耗均匀分布,又减小中点电压的不平衡。最后,在250 k W的T型三电平光伏逆变器上进行了低电压穿越的实验验证。     

一种光伏逆变器低电压穿越辅助源

随着光伏电站的不断增多,光伏逆变器低电压穿越(LVRT)能力的作用日益显著。在低电压穿越过程中,逆变器内部供电不可间断,因此其辅助源需同时从直流侧和交流侧取电,而目前已有方案成本较高且不具备可靠关断能力。为此设计了可延时关断的低电压穿越辅助源,给出了详细的电路方案,并通过实验验证了电路结构简单、性能可靠,可以有效保证逆变器低电压穿越的稳定工作,达到了预期目标,降低了产品成本。     

两级式光伏发电系统低电压穿越控制策略研究

随着中功率两级式光伏逆变器在大中型发电系统中的大规模应用,基于两级式光伏逆变器的低电压穿越控制技术得到越来越多的研究。与单级式光伏逆变器相比,两级式光伏逆变器存在前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器,控制更复杂,低电压穿越难度更大。文中首先进行了系统建模,然后提出了一种基于控制模式无缝切换的低电压穿越控制策略,DC/DC变换器在稳态时作为MPPT控制器进行最大功率点跟踪,DC/AC逆变器作为恒压源稳定直流母线电压。在低电压穿越时,DC/DC变换器以恒直流母线电压方式运行,DC/AC变换器以有功无功模式运行。此方法可以解决低电压穿越过程中有功不匹配而导致的直流母线过压的问题。最后,通过在一台40k W的两级式光伏并网逆变器样机上进行实验,验证了理论分析的正确性及可行性。     

基于混合型算法的光伏发电系统低电压穿越控制策略

针对两级光伏发电系统在电网电压跌落时,易出现并网逆变器直流侧过电压和交流侧过电流的问题,提出一种基于混合型算法的光伏发电系统低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）控制策略。首先,该策略通过模型电流预测控制,使逆变器并网电流在对称与不对称故障情况下均可快速跟随参考指令,且输出设定的对称电流,解决交流侧过电流问题。其次,基于并网点（point of common coupling,PCC）电压的跌落程度及自适应非最大功率跟踪（non maximum power point tracking,Non-MPPT）算法,调节前级Boost变换器占空比,进而降低光伏阵列输出功率,抑制故障过程中并网逆变器交、直两侧功率失衡而导致的直流侧母线过电压,并通过引入直流电压反馈项,消除不对称故障时直流电压二次谐波分量。最后,通过Matlab/Simulink仿真系统,验证所提控制算法的正确性与有效性。     

基于有功指令共享的两级式光伏并网系统低电压穿越控制策略

传统低电压穿越控制下,两级式光伏并网系统的前级和后级变换器控制相互独立。因此前级变换器需要根据直流母线电压波动被动地调整其输出功率,动态响应速度较低。针对这一问题,提出了一种基于有功功率指令共享的两级式光伏并网系统低电压穿越控制策略。该策略可以根据网侧电压降落深度动态调整后级变换器的有功功率指令,同时使光伏阵列根据该有功功率指令主动调整输出功率,保持直流母线电压恒定。通过仿真和实验将所提控制策略与现有的低电压穿越控制策略进行对比分析,结果表明：所提控制策略下光伏阵列的输出电压、电流的波动明显减小,且2台变换器输出功率动态响应加快,验证了所提控制策略的有效性。     

混合储能提高光伏低电压穿越控制策略的研究

低电压穿越(Low-Voltage Ride Through,LVRT)是影响光伏并网发电系统稳定运行的重要因素。针对这一现状,文中提出了一种混合储能(Hybrid Energy Storage System,HESS)的控制策略来解决,HESS由蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)和超导磁储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage,SMES)构成。采用低通滤波的方法将不平衡功率分频,为HESS分配功率指令。当光伏并网发电系统正常运行时,HESS用于平抑功率波动。当出现短路故障时,采用无功电流注入的策略使光伏逆变器发出无功功率,此时不平衡功率仅由SMES吸收,BESS不参与运行。通过SMES与光伏逆变器的配合,顺利实现LVRT过程。所提方法能够提高光伏发电系统的低电压穿越能力,减小功率波动对电网的冲击,有一定的实际应用价值。     

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)控制策略。该策略对光伏逆变器进行电压定向矢量控制,实现有功和无功功率解耦,在电网电压跌落期间,采用直流卸荷电路稳定直流侧电压,根据电压的跌落深度补偿一定的无功功率以支撑电压恢复。通过PSCAD/EMTDC软件对采取LVRT控制策略前后的各电气量进行比较分析,结果表明,采用该策略光伏发电系统可以在电压跌落时保持并网运行,并补偿一定的无功功率以恢复并网点电压,实现低电压穿越。     

采用同步电机对系统提升新能源电网低电压穿越能力的仿真与试验

由于新能源并网变流器耐流能力不足,在电网发生故障时容易出现大规模脱网,造成新能源电力系统低电压穿越(LVRT)能力下降,进而危及电力系统的稳定运行。提出一种新能源同步电机对(MGP)系统用于提升新能源发电系统LVRT能力。首先给出了MGP系统的数学模型和控制方法,然后从机械运动方程入手分析MGP系统的故障隔离机理,并对直流电压反馈控制在电压跌落过程中的调控机理进行了详细阐述。进一步以光伏(PV)发电系统为例,通过仿真分析了采用MGP系统对低电压穿越能力的提升及无功支撑作用。最后对所提并网方案的低电压穿越效果进行试验研究,验证了光伏逆变器采用直流电压反馈控制后MGP系统可以有效提高光伏低电压穿越能力。     

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。     

计及LVRT控制策略的光伏电站并网配电网故障分析方法

随着光伏电站在配电网中渗透率的不断提高,且在光伏电站低电压穿越(LVRT)控制特性的要求下,诸多故障分析方法已经不再适用。针对上述问题,首先通过分析光伏电站故障电流输出特性建立受并网点正序电压控制的电流源等值模型;在此基础上,分析在不同故障条件下含光伏电站的配电网节点电压方程,针对光伏电站输出电流与并网点正序电压间的非线性关系,提出双端搜索下的试根法配电网故障分析方法。最后,通过仿真验证算法的准确性,并比较光伏电站在LVRT控制策略与传统控制策略下配电网的故障特性,验证LVRT控制特性在故障时对电网的支撑作用。