微电网中三相逆变器孤岛运行控制技术

分布式电源通常采用无互联线的传统“功率一电压一电流”三环下垂控制器来实现并联系统问的功率均分,但采用三环下垂控制不仅控制器复杂,而且其控制效果受连线阻抗阻感比影响严重。尤其是在线路短、阻抗小的微电网系统中,过小的连线阻抗会严重影响功率均分效果甚至会导致系统不稳定。为此设计一种基于虚拟阻抗的“电压一电流”双环下垂控制方法,使并联系统在连线阻抗很小且不对称,传统功率下垂控制方式已不能稳定工作的情况下,仍然能够维持良好的电流均分效果。对比传统三环下垂方法,其具有稳定裕度大,动态响应快,实现简单等特点。最后在理论分析的基础上进行实验研究,通过与三环下垂控制方式的对比,验证了双环下垂控制的有效性。     

三相并网逆变器脱网运行电压控制技术

IEEE Std.1547规定并网逆变器需要具备孤岛运行的能力以维持负载电压稳定。分析了比例积分控制、比例谐振控制和比例复数积分控制3种线性电压控制策略从系统跟随特性、抗扰特性以及系统主导极点分布对3种电压控制方案的稳态特性和动态特性进行了对比,并在Matlab/Simulink中进行了仿真研究。最后在TMS320F2812数字信号处理器数字化控制平台上验证了理论分析的正确性。     

孤立电网条件下电压源逆变器并网稳定性研究

重点研究了利用下垂控制策略的电压源型逆变器与孤立电网并联运行时,由功率不平衡引起的系统频率波动对逆变器并网稳定性造成的影响。首先建立了基于电压电流双环控制的逆变器状态空间模型,利用参数敏感度分析方法,证明了电压源逆变器在旋转坐标系下采用比例积分控制器时,其并网电流稳定性几乎不受系统频率波动的影响。在此基础上,采用了一种改进的下垂功率控制器,改善了逆变器与孤立电网并联运行时,其功率调节的动态特性;最后通过仿真验证了所提理论及算法的有效性。     

孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略

针对具有平衡谐波电压扰动的孤立水光互补微电网系统,根据叠加原理提出一种电压源并网逆变器并网谐波电流抑制策略。首先利用陷波器将网侧电压基频与谐波分量进行分离,利用下垂功率控制器对逆变器输出端基频电压分量进行下垂控制;同时逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,在保证逆变器向电网注入基频电流的同时,提高逆变器控制环路对网侧电压谐波分量的跟踪能力,通过减少网侧与逆变器输出端谐波电压误差的方法,降低系统并网电流的谐波含量;最后仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。     

基于分层控制的微电网并网谐波电流主动抑制控制策略

采用传统下垂控制的电压源型逆变器并联构成的微电网,由于其等效输出阻抗较小,当微电网与电网并联运行时,易受到电网并网点电压谐波分量扰动的影响,使微电网并网电流总谐波畸变率升高。提出一种基于分层控制的微电网并网电流电能质量主动提升控制策略,首先利用Park变换将并网点与微电网交流母线的误差电压变换到旋转坐标系下,并在原微电网的二层控制中添加误差电压补偿环路,利用补偿环路中的并联多重谐振控制器对该误差电压进行运算,得到底层电压源型逆变器的谐波电压补偿量,同时在逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,提高逆变器对谐波电压补偿量的跟踪能力,进而减少微电网交流母线与并网点间的谐波电压差,从而降低微电网向电网注入的谐波电流。通过分析表明,本文所述控制策略不仅可减少微电网向电网注入的稳态谐波电流,还可以降低由于并网开关闭合导致电网对微电网的谐波电流冲击。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于分层控制的微电网与电网同步控制策略

以分层控制的微电网为对象,针对其在孤岛模式切换为并网模式过程中,微电网公共耦合点(PCC)电压与电网侧电压的幅值与相位的同步问题,建立并网开关两侧基波电压相位差、幅值差与误差电压幅值的关系式,并提出一种基于傅里叶变换的双扰动最小值搜索同步控制策略,可有效消除微电网PCC与电网侧基波电压差异,减小闭合并网开关瞬间对微电网造成的冲击。最终通过仿真和样机实验,验证该算法能有效减小微电网侧与电网侧电压基波分量间的差异,抑制由闭合开关对微电网造成的电流冲击。     

光伏发电系统低功率运行并网电流谐波抑制研究

以低功率运行的光伏发电系统为研究对象,通过理论分析和实验研究的方法,对光伏发电系统低功率运行时并网逆变器输出电流畸变恶化的问题进行探讨,并设计一种减小并网电流谐波的解决方案,最后进行实验验证。结果表明:提出的解决方案可有效减小并网逆变器低功率运行时输出的低次电流谐波,实现光伏发电系统低功率运行时并网电流总谐波畸变率满足IEEE Std.1547-2003标准。     

一种基于光/水互补孤立发电系统的新型频率控制策略

针对由光伏电压源型逆变器并联组成的微电网与小型水轮发电机构成的孤立互补发电系统,其频率响应受到水轮机调速器特性的影响,存在调节过程时间长、超调大,存在稳态误差的问题。在现有微电网分层控制策略的基础上,提出了一种新型光伏微电网功率控制策略,通过调节光伏微电网的有功出力,实现了对互补孤立发电系统频率的控制,改善了原发电系统频率调节的动态响应,消除了稳态误差,最后通过仿真验证了所提控制策略的有效性。