面向逆变器并联的虚拟振荡器控制技术综述

虚拟振荡器控制作为继下垂控制和虚拟同步机控制之后提出的新型多逆变器无互联线并联技术,因其独特的自同步机制和快速的动态响应性能等特点而成为当前的研究热点。从控制结构、多机同步运行机制和动力学特性方面论述了虚拟振荡器的控制原理;从功率控制策略、小信号稳定性、新型虚拟振荡器方案3个方面对虚拟振荡器控制技术的研究现状进行了全面综述;分析并总结了虚拟振荡器控制与下垂控制、虚拟同步机控制的对比研究。结合目前虚拟振荡器控制面临的若干关键问题,对未来研究方向和可能的相关解决思路进行了探讨。     

考虑自适应虚拟阻抗的微电网分布式功率控制策略

针对低压微电网中,采用传统有功功率—电压幅值下垂控制的分布式电源在阻抗不匹配时难以按照下垂系数合理分配负荷有功功率的问题,提出了一种基于自适应虚拟阻抗的分布式功率控制策略,有效补偿了不匹配的馈线阻抗引起的电压降差异,实现了负荷功率的合理分配。所提策略基于多智能体一致性理论,构建了分布式的控制结构,各分布式电源仅需使用本地和相邻电源的功率信息对虚拟阻抗的模进行自适应调节,避免了对全局信息的依赖。通信网络拓扑中包含生成树的系统需求易于通过稀疏网络实现。同时,根据输出功率因数调节虚拟阻抗的阻抗角,增强了系统的鲁棒性。仿真结果证明了所提策略的有效性和可行性。     

一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略

由于独立运行的微网中馈线阻抗不匹配,采用传统下垂控制策略的分布式电源难以精确地分配输出功率。针对该问题,提出了一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略。在该策略中,中心控制器采用低带宽通信向各个分布式电源发送交流母线电压偏离补偿信号,分布式电源的本地控制器获取该补偿信号后,通过积分构造出输出电压的幅值参考。采用所提出的下垂控制策略,各分布式电源在实现无功功率精确分配的同时,可以有效消除交流母线的电压降,将母线电压恢复至额定值。仿真结果表明,所提出的改进下垂控制策略在复阻抗特性馈线微网中具有一定的有效性和可行性。     

基于桥臂伏秒积平均反馈的逆变器及其并联系统直流分量抑制EI北大核心CSCD

抑制逆变器及其并联系统直流分量是保证电能质量和系统可靠性的重要要求。该文提出一种基于桥臂伏秒积平均检测和反馈的逆变器单机及其并联系统直流分量抑制方法。基于该方法实现的逆变器直流分量检测不依赖于输出电压和电感电流的采样精度,能够实现各并联逆变器直流分量的独立检测和解耦控制,且无需额外增加或改动硬件。理论分析了所提方案的检测和控制原理,并通过仿真和实验分别验证了所提方案应用于逆变器及其并联系统直流分量抑制的有效性。     

基于多智能体的三相逆变器并联系统功率灵活分配

传统方法实现的逆变器并联系统功率分配比例系数都是固定不变的,并不能很好地实现逆变器并联系统的智能化。因此从逆变器并联系统功率灵活分配的性能要求出发,将多智能体技术引入到三相逆变器并联系统中。首先,基于dq0坐标系下三相逆变器输出阻抗的分析,对系统功率加权平均的控制技术进行了研究;接着,根据多智能体系统的主要特征,分析将多智能体技术应用于分布式三相逆变器并联系统的原因和优势。然后,对基于多智能体技术的三相逆变器并联系统功率灵活分配工作原理进行了详细的分析;实验表明多智能体技术能够很好地实现三相逆变器并联系统功率分配的灵活性和自主性。     

一种改进的并联IGBT模块瞬态电热模型

在大功率系统中,为了扩大电路的功率等级,开关器件往往会并联使用。为了保证绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块工作在安全范围,需要建立并联器件的瞬态电热模型。首先,重点分析了结温变化对损耗产生的影响,通过建立不同开关阶段等效电路分析推导电压、电流变化规律。同时,通过搭建测试电路得出受温度影响的参数与温度之间的定量关系。其次,在考虑并联器件之间的散热路径耦合基础上,提出并分析了一种改进的IGBT并联热阻抗模型。最后,基于损耗模型和热阻抗模型建立IGBT并联电热模型。搭建实验平台比较不同模块安装距离对瞬态结温的影响。与传统模型比较,计算结果与实验测试结果吻合,验证了改进的电热模型的准确性。     

一种应用于单相逆变器控制的改进虚拟电抗实现方法

在单相静止坐标系下,单相逆变器实现虚拟电抗的传统方法是对输出电流或者电感电流进行微分运算,容易放大干扰,对采样精度要求很高,同时实现虚拟电抗的精度较低。为此,提出一种延迟电流反馈法实现虚拟电抗,无需微分运算,且实现虚拟电抗的精度高。理论分析了2种方法的特点,并通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

基于状态反馈精确线性化的三相逆变器加权功率并联

传统的三相逆变器系统加权功率均分需通过加入加权平均电路或者加入虚拟阻抗才能得以实现。通过基于反馈线性化的单机控制方法,阐述了三相逆变器并联系统在dq0坐标系下不需要附加电路和虚拟阻抗就能够比较准确地实现系统功率的加权均分。通过非线性控制的逆系统方法,对考虑了死区效应的三相三线逆变器进行了反馈线性化的控制设计。最后在反馈线性化控制的基础上,论述了三相逆变器并联系统在dq0坐标系下实现加权功率均分的可能性。实验表明,所提出的控制策略在保证加权功率均分稳态准确度的基础上,还可提高系统的动态特性。     

基于阻性下垂的逆变器无线并联均流控制

通过电压、电流双闭环控制参数的设计将逆变器输出阻抗调整为阻性,提出一种改进的基于阻性输出阻抗的功率下垂策略,加入自适应虚拟电阻以调节逆变器等效输出阻抗,改善有功功率调节,削弱有功功率均分同输出电压幅值的强耦合,在并联单元输出电压幅值由于不可控因素造成一定程度差异时也能实现较好的功率均分。引入电压参考前馈,用于补偿瞬时值电压环未引入积分环节造成的空载闭环增益损失。有效值环的加入在保证系统负载调整率的同时,也使得系统闭环不会出现过增益。实验结果表明所提控制方案应用于阻性逆变器无互联线并联均流控制的有效性。