逆变器的典型控制方法与电气仿真分析

在讨论逆变器几种典型的控制方法优缺点的基础上,围绕其相关改进方法进行了论述.针对控制方式的特点和存在的问题,使用电气仿真软件搭建了相关模型,并用仿真结果进行验证.     

带有虚拟阻抗的逆变器并联改进型下垂控制

给出了一种单相电压源逆变器(VSI)并联系统的控制策略.该控制策略应用dq变换得到有功电流和无功电流来替代传统下垂控制中的有功功率和无功功率,降低了负载电压波动对下垂控制方程的影响.为了进一步提高逆变器的输出特性及更大程度上消除环流,在下垂控制的基础上加入了虚拟阻抗控制.相比其他控制方法,该控制策略不但可以使逆变器工作过程实现输出有功功率的均分,而且具有良好的动态特性.同时,无互联线控制方式使得该方法便于逆变器的热插拔和冗余设计.仿真结果证明了该控制方法的可行性和优良性能.     

入网电压控制型逆变器的同步电机特性分析

为使可再生能源更好地接入电网,针对入网电压控制型逆变器的同步电机特性进行研究。以轴压调节的LCL型电压控制型逆变器为研究基础,建立其数学模型,并从理论上分析了其频率控制单元中的调频轴参考输入可以模拟原动机功率输入,惯性环节可以模拟发电机转子惯量和阻尼特性;调压轴参考输入值可以模拟同步发电机等效内电势幅值,从而使其具备同步电机的基本功能。基于建立的模型,研究了轴压控制型逆变器的并网有功、无功调节方案。定量分析了系统工作点变化对并网有功功率跟踪造成的影响,提出了基于比例系数自适应调整的有功功率控制策略,有效解决了有功控制的精度问题。最后,通过仿真结果验证了理论分析的正确性和自适应控制方案的有效性。     

基于状态反馈的LCL型逆变器解耦控制策略

为实现带LCL滤波器的三相电压源型并网逆变器(VSI)的无静差控制,通常采用abc/dq变换将静止坐标系转换为同步坐标系,但这种变换存在dq分量间的耦合问题。因此提出了一种基于双电感电流和电容电压反馈的三闭环解耦控制策略,该策略采用状态反馈实现了多输入多输出(MIMO)线性时不变系统动态解耦,不仅有效解决了dq分量间的耦合问题,而且在保证较高的入网电流质量的条件下改善了系统动态性能。仿真和实验结果均验证了该控制策略的可行性和有效性。     

基于PQ控制的电压控制型逆变器研究

基于PQ控制策略,针对具有轴压调节功能的电压控制型逆变器提出一种电压幅值轴控制无功功率,电压频率轴控制有功功率的PQ解耦控制策略。该逆变器具有电压源输出特性,并且可通过参数的准确设计实现有功无功的输出解耦控制,从而提升电网末端电能质量。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

考虑动态功率区间和制氢效率的电转氢（P2H）设备容量配置优化

考虑大规模风电固有的间歇性、波动性影响,采用电转氢技术将弃风电量转化为可存储再利用的清洁氢能,助力碳达峰与碳中和战略目标。该文选用碱性电解槽作为电转氢设备,研究其制氢效率曲线,构建运行区间规划与经济性规划相结合的优化配置模型。首先分析电解槽平滑跟踪动态功率的区间范围,对设备充当电负荷的运行能力进行限制。然后在此基础上,以设备全生命周期成本与电氢市场交易成本整体最小为目标,对设备容量进行经济性优化。最后采用混沌粒子群优化算法求解模型。算例结果表明,在保障设备产氢质量同时,可有效提升系统运行可靠性并降低投资成本和弃风率。研究成果实现电转氢设备作为灵活负载跟踪可再生能源的功率波动。     

基于RBF的VSG转动惯量和阻尼系数自适应控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)通过控制策略使电力电子变换器具备同步发电机的转动惯量和阻尼系数,但这两个参数在调节过程中与频率为非线性关系,传统方法都将其作为线性关系来设计控制策略。该类控制策略只能粗略调整两个参数,且调节频率过高。针对这一问题,文章提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的VSG转动惯量和阻尼系数协同控制策略,通过人工智能算法改进传统控制策略。从VSG数学模型、输出特性和小信号模型三个角度对转动惯量和阻尼系数控制方法进行了分析,给出了对应参数的取值范围;并针对VSG特有的非线性关系建立了双输入双输出的RBF神经网络控制策略;最后,通过MATLAB/Simulink仿真比较传统策略与文章提出的控制策略的瞬态响应,验证所提控制策略的有效性。     

基于RBF神经网络的直流微电网均流控制策略

针对直流微电网功率分配问题,利用径向基神经网络(RBF)建立了直流变换器的动态等效模型,提出了一种改进的功率分配控制策略。以直流微电网模型为基础,以采集的本地单元变换器电压、电流值为输入,以其他单元变换器的输出电压、电流值为输出作为训练数据。在无需通讯的情况下,利用神经网络只需要本单元信息便可准确预测其它并联单元输出,并应用到本地控制器当中,从而改善功率分配和电能质量。文章利用Matlab/Simulink建立的对比仿真模型,证明了该控制策略在多种情况下都具有很好的控制效果。     

基于虚拟惯性控制的光伏直流微电网稳定性分析

在“双碳”目标下,直流微电网呈现低惯性特性,这对系统稳定运行造成不利影响。建立基于母线节点导纳网络的负反馈模型,利用其等效开环函数对系统稳定性进行分析。针对系统稳定裕度不足,提出将虚拟惯性控制引入光伏单元,实现光照变化较大情况下的母线电压平滑输出。理论分析与实验结果表明,所提控制方法在保证光伏利用率的基础上,对母线电压波动的抑制效果明显。     

直流微网双向DC/DC变换器虚拟惯量和阻尼系数自适应控制策略

在高新能源渗透率下的直流微网系统中,电力电子器件比例不断提高,导致系统存在低惯性问题,降低系统运行稳定性.为此提出了一种改进的虚拟惯量和阻尼系数自适应控制策略.该方法通过类比交流系统逆变器的虚拟直流发电机控制,分析直流微网系统在虚拟惯量和阻尼系数控制下负荷扰动量与输出电压扰动量的关系特性,将自适应控制策略引入虚拟惯量和...