融合电能质量控制的光伏逆变技术研究

现有光伏并网发电系统受太阳光照强度、时长的影响,实际有效利用率不高,为此提出一种将光伏并网与有源滤波相结合的新型统一控制策略。分析了光伏并网与有源滤波统一控制的原理,推导了谐波和无功电流的偏差量的计算方法。控制策略以优先消除偏离电能指标的控制思想,根据无功和谐波电流的偏离量,动态调节其补偿比例。在Simulink中搭建了系统模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明该控制策略能根据电网需求,实时地实现光伏并网发电、谐波抑制和无功补偿。     

光伏并网与有源滤波统一控制系统的研究

提出一种将光伏并网与有源滤波统一控制的新型控制策略。以分布式小容量并网逆变器为研究对象,基于瞬时无功功率理论进行谐波和无功电流检测,采用SPWM电流矢量控制技术,在MATLANB/SIMULINK中对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果表明,该控制策略能够在保证系统以最大功率并网的同时,充分利用逆变器容量,实现负载总谐波、特定次谐波和无功电流的最佳补偿,从而提高设备利用率,改善电网电能质量。     

光伏并网与有源滤波的统一控制策略研究

将光伏并网与有源滤波相结合的统一控制策略可解决光伏发电系统在光照不足时设备利用率低、有源滤波器功能单一、成本高等问题。但传统的最大功率跟踪控制扰动观测法通过施加扰动量寻找最大功率点,会使光伏模块的输出电流持续振荡,严重影响谐波补偿电流从检测到输出的精度。与传统方法不同,在光伏并网与有源滤波相结合的控制策略中改进分段式变步长电导增量法,消除光伏电池输出电流振荡,并加强特定奇次谐波补偿,改进系统工作模式及判据,进而提高电能质量。通过MATLAB/SIMULINK对所提控制策略在环境和负载持续切换的条件下进行对比仿真验证,仿真结果体现了该改进控制策略的有效性。     

三相四线制光伏并网发电与电能质量调节器的统一控制

针对电网中的三相四线制系统,本文设计了一种光伏并网发电与有源电力滤波器的统一控制策略,新的系统结构和控制策略使得光伏系统在向电网注入有功电能的同时,还能够对电网无功、谐波以及不平衡电流进行补偿,并且在夜间光伏电池不能发电时,系统能够继续工作在电能质量调节器的状态。同时为了改善并网电流控制方式的不足,文中还设计了针对三相四线制并网逆变器输出电流的解耦控制策略,用以提高输出电流的质量。仿真结果验证了该设计的正确性和可行性。     

分布式电源参与的配电网电能质量控制策略研究

考虑到并网逆变器与有源电力滤波器在拓扑结构、使用功能以及控制方法上的相似性,提出了一种将并网发电与电力有源滤波相结合的统一控制策略。在详细分析统一控制系统结构与工作原理的基础上,从谐波与无功电流检测、电压与电流控制等方面进行分析设计,实现了在dq旋转坐标系下对系统的统一控制。该控制策略使并网逆变器在并网发电的同时也能进行谐波抑制与无功补偿,不仅充分发挥了分布式发电的优越性,而且改善了电网的电能质量。最后通过仿真验证了该控制策略的有效性与可行性。     

三相光伏并网与有源滤波的统一控制仿真研究

为了实现光伏并网发电,同时补偿电网中的谐波与无功电流,提出了三相光伏并网发电与有源滤波统一控制的方案。针对传统的p,q法检测谐波与无功电流存在的缺陷,提出了运用ip,iq法来实现谐波与无功电流的检测,与光伏并网有功指令电流合成后得到实现谐波补偿和光伏并网发电的合成指令电流信号,运算速度较快,能够实时、准确地完成统一控制指令电流合成。在控制策略上采用了空间矢量控制法实现对电流跟踪控制,对低频通断控制效果较好,有效降低了系统的开关损耗。最后通过仿真实验,验证了统一控制系统实施的可行性与有效性,为今后该项技术的实用推广提供了指导。     

三相电力有源滤波器(APF)控制策略的研究

日益严重的电网谐波污染,严重影响电气设备的正常工作,为了消除电网中谐波污染和减少无功的损耗,提出了一种基于PWM控制技术,采用电压型逆变器,向电网中注入补偿电流的控制策略,该策略可在电网电压畸变情况下对电网中滤波电流进行连续动态补偿,实验中利用Matlab/Simulink建立了逆变系统仿真模型,并进行仿真研究,理论和仿真实验都证明采用该控制策略可使有源电力滤波器实现更精确的控制和更理想的补偿效果。     

有源电力滤波器的控制策略综述

随着电力电子装置的广泛应用,大量的谐波和无功电流注入电网,引起电网污染,造成电能质量问题日益严重.有源电力滤波器(active power filter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键.介绍了几种适合于有源电力滤波器的谐波电流检测方法和补偿电流控制策略的基本原理,进行了对比分析,并指出了它们各自的优缺点.控制策略的不断发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用.     

基于V/V牵引变压器的同相供电系统电能质量混合补偿研究

为了综合补偿V/V同相牵引供电系统中的谐波、无功和负序等电能质量问题,提出了一种基于磁控静止无功补偿器(MSVC)和综合电能质量补偿器(HPQC)的电能质量混合补偿方法。通过协同控制MSVC和HPQC使得HPQC的直流电压最小,从而达到完全补偿无功、负序条件下,HPQC有源容量最小。再利用无源滤波器和HPQC有源滤波共同滤除系统中的谐波,实现对系统的负序、无功和谐波的综合补偿。另外还分析了混合补偿系统的负序、无功和谐波电流的实时检测方法,提出了HPQC和MSVC的协同控制策略,使得整个系统响应速度满足补偿要求。与传统有源补偿设备相比,降低了有源部分的补偿容量和直流电压,降低了补偿成本。仿真和实验结果验证了本文提出的混合补偿方法的有效性和可行性。     

新型电气化铁道电能质量综合补偿系统的研究及工程应用

针对电气化铁路给电网带来的低功率因数、高谐波含量和负序电流的问题,提出了在每个牵引臂安装由静止无功补偿器和混合有源滤波器有机组成的新型并联混合补偿装置.该装置结合静止无功补偿器和混合有源滤波器两者之长,前者动态补偿无功电流并抑制负序电流;后者由无源滤波和有源滤波构成的注入式混合有源滤波器,降低了工程成本和实现难度,并有效抑制了谐波.文中分析了其拓扑结构和补偿原理,并详细介绍了其无功控制方法.将该系统投入牵引变电站运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性.     

具有改善电能质量的光伏发电并网控制器研究

基于瞬时无功理论的ip-iq电流检测方法,提出了光伏并网逆变器的2种控制方案,可实现逆变器并网发电、动态无功补偿、有源滤波的柔性结合,实现新能源发电的同时又改善了电网电能质量.最后,通过计算验证了该装置无功补偿的能力,具有实际工程应用价值.通过仿真研究表明,提出的2套并网控制策略正确,具有可行性,对智能电网的发展提供了很好的理论基础.     

光伏小区的电能质量治理方式

介绍了海宁市光伏小区光伏发电系统存在的电能质量问题,分析了光伏小区的电能质量治理方式,采用的有源型电能质量治理装置能解决并网系统三相不平衡电流、无功补偿以及谐波电流问题,提升光伏并网系统的供电质量,保证无功补偿柜的正常运行,提高变压器和配电线缆的带载能力。     

LCL滤波器在具有有源滤波功能的光伏并网系统中的应用

结合LCL滤波器与具有有源滤波功能的光伏并网系统,从有功基波注入、谐波电流变化率、开关次谐波及电流闭环控制器带宽等方面进行分析设计,提出了一种适用于具有有源滤波功能的光伏并网系统的LCL滤波器参数设计方法。该系统不仅改善了电网的电能质量、提高了设备的利用率,同时取得了更好的高频谐波及并网电流纹波抑制效果。最后通过实时仿真验证了设计方法的有效性与可行性。     

注入式混合型有源滤波器研究

提供了一种大容量、低成本的注入式混合型有源滤波器以适用于高压系统同时进行谐波抑制和无功补偿,其中,利用大容量无源滤波器实现谐波抑制和无功补偿;采用有源滤波器改善系统滤波效果并阻尼无源滤波器与系统阻抗之间的串、并联谐振。讨论了采用检测电网电流的控制策略时,注入式混合型有源滤波器的工作原理,其基本思想是通过对有源部分进行适当控制来等效增大电网支路的谐波阻抗。从抑制电网阻抗与无源滤波器之间的串、并联谐振,改善无源滤波器的滤波效果以及提高整个系统的鲁棒性3个方面详尽分析了注入式混合型有源滤波器的稳态补偿特性。相关仿真结果及工程应用效果均证明了该混合型有源滤波器对于同时进行谐波抑制和无功补偿的可行性。     

基于双CPU的有源电力滤波器

介绍了控制系统采用数字信号处理器(DSP)和单片机相结合的双CPU并联有源电力滤波器.该有源电力滤波器的控制策略基于瞬时无功功率理论,实时检测负载电流,计算出相应的基波分量后与其相减,得出需要补偿的谐波电流和无功电流,然后控制逆变桥上的大功率电子开关管,使之输出所需的补偿电流,达到抑制谐波和补偿无功的效果.采用双CPU的控制系统,提高了滤波器的实时跟踪能力.经过用户考核及现场测试,证明投入该有源电力滤波器后,电网供给的电流波形得到了很大的改善,谐波源对电网的影响大大减小.     

兼顾有源滤波的三相四开关光伏并网逆变器

为提升光伏并网逆变设备的利用率和并网电能质量主动补偿能力、减少装置成本,结合有源滤波技术和光伏并网技术,提出了一种三相四开关并网逆变方案。该方案依据实际光伏发电情况和电网谐波污染程度,设计了可工作在并网发电模式、有源滤波模式以及兼容模式下的三相四开关并网逆变器,并推导得到各模式下其指令电流的计算方法;并利用电流直接跟踪技术,有效地实现各模式间的自适应切换;针对方案中三相四开关拓扑的直流中点电位偏移问题,给出了直流母线电容电压差值前馈的补偿方法。实验结果表明,在准确跟踪接入点电网变化的条件下,该方案可有效抑制因电容参数差异及内部交流负载电流变化引起的输出不平衡现象;而所提出的基于周期积分的单相软件锁相方法以周期累加的方法取代2次谐波低通滤波,实现了对电网变化的准确跟踪。     

STATCOM电能质量综合治理方案及仿真分析

随着非线性负载在电网中的日益增多,为电网注入了大量的谐波电流,如何解决谐波污染问题成为了一个紧要的课题。静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)能够同时实现无功补偿与治理电流谐波,且运用广泛,技术成熟,是一种切实适用的电能质量综合治理方案。分析了STATCOM进行无功补偿以及谐波电流补偿的原理及控制策略,并就电网向非线性负荷供电问题建立模型,运用PSCAD进行仿真。仿真结果表明,STATCOM能够良好的补偿无功与谐波电流,能够对电能质量进行综合治理。     

考虑系统稳定性的级联H桥有源滤波器控制策略研究

系统内的无功补偿电容器会改变电网的阻抗特性,从而和有源滤波器的阻抗在某些频率下相匹配,引发谐振,导致系统失稳.论文针对这一问题,以基于级联H桥拓扑的有源滤波器为应用对象,提出了兼顾滤波和无功补偿的协同控制策略,在滤波的同时取代并联电容器进行无功补偿,以确保系统的稳定运行.该控制策略为了补偿谐波电流,在旋转坐标系解耦控制中的电流内环引入准比例谐振控制器;为补偿无功,采用PI控制器产生q轴基波电流,叠加在q轴谐波电流上来实现.最后,基于考虑并联电容器的电网阻抗和滤波器阻抗进行了系统稳定性分析,根据阻抗稳定性理论论证了为确保系统稳定,让有源滤波器取代并联电容器进行无功补偿的必要性.基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明了所提控制策略的有效性和可行性.     

有源滤波技术现状及其发展

随着各种功率器件的广泛应用，大量的谐波和无功电流注入电网，引起电网污染，造成电网电能质量问题日益严重。过去，国内外大量采用无源滤波装置来进行谐波抑制和无功补偿，提高功率因数。但无源滤波装置也存在着自身无法克服的不足和缺陷，因此有源滤波技术成为近几十年以来学术和工程界的研究热点。本文对有源滤波技术的历史发展作了简要回顾，详细介绍了有源滤波器的分类，重点比较了现有的和提出的有源滤波器信号检测以及控制方法，同时展望了有源滤波器的发展前景。这些技术的发展可使有源滤波器获得更好的性能和更广泛的应用。     

大型电弧炉无功补偿与谐波抑制的综合补偿系统

针对大型电弧炉引起的电压闪变、谐波污染和功率因数低等电能质量问题,提出了一种由静止无功补偿装置与有源滤波器构成的新型综合补偿系统。用静止无功补偿装置快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来改善电网三相不对称和消除负序电流,有源滤波器滤除电弧炉和静止无功补偿装置产生的谐波。通过构造合理的拓扑结构,可使静止无功补偿装置与有源滤波器互不影响,从而实现对其分散控制。将该系统投入实际运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性。