基于微电网储能控制系统的电能质量综合治理研究北大核心CSCD

针对微电网内分布式电源具有间歇性和波动性特征且其内部的不平衡、非线性负载易引起谐波污染等电能质量问题,文章提出了利用微电网电池储能系统平抑功率波动,同时实现无功谐波及不平衡电流的全频段范围补偿的多目标控制策略。采用计及有功电流计算功能的i_(p)-i_(q)电流检测与合成算法进行补偿功能指令电流的计算,在此基础上,设计了重复+PI复合控制器对检测出的指令电流进行跟踪控制,基于储能充放电原理,采用两段式双闭环充放电控制方法,引入功率前馈并结合中间直流侧电压,实现两级变换器之间的协同控制。最后,对储能电池充放电状态下以及电流内环控制器的动态响应能力进行仿真分析,验证所提全补偿控制策略的有效性。     

基于PR控制和谐波补偿的三相光伏并网系统

将电网电压定向矢量控制与比例谐振(PR)控制相结合的控制策略应用于三相光伏并网系统中,实现逆变器的并网控制。该控制策略比传统PI调节器的双闭环电网电压定向控制更简便,不需要复杂的坐标旋转变换和前馈解耦控制。同时,PR控制器可以很方便地实现并网电流低次谐波的补偿。仿真结果验证了该系统的结构和控制策略的有效性,可提高电网的电能质量。     

高谐波电网工况下光伏逆变器控制策略研究

在不同电网工况下,光伏并网逆变器所接负载不同,产生了电流谐波及电网电压畸变等问题。文章提出了全前馈控制与多级比例谐振(Proportion Resonant,PR)相结合的控制策略。该策略对电网电压前馈部分进行改进,加入滤波环节,改善系统实时性并降低了电网电压背景谐波对光伏逆变器的影响;使用多级PR选频补偿控制器,减少交流静态误差,实现对特定次谐波进行补偿,有效减少并网电流谐波含量。最后,在Matlab/Simulink仿真及实验样机上对所提控制策略进行验证,实验结果表明,该控制策略可明显消除电压电流谐波,并改善系统鲁棒性。     

基于PR控制的海上风电场并网VSC-HVDC系统

提出了一种新的适用于海上风电场并网的新型高压直流输电(Voltage Source Converter based HVDC,VSC-HVDC)系统的比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制策略。该方法充分利用PR控制器能够在αβ坐标系下对交流输入信号无静差控制的特点,将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到αβ坐标系下进行调节,实现风电场和电网侧换流器维持直流电压稳定以及有功、无功功率的解耦控制。与常用的双闭环PI控制相比,该策略无需多次坐标变换和前馈解耦控制,且易于实现对系统谐波电流的补偿,降低了实现难度,提高了系统的鲁棒性和并网电能质量,为海上风电场并网VSC-HVDC系统提供了一种优化的控制方案。     

光伏直流微电网超级电容储能控制策略研究

光伏直流微电网有离网和并网两种工作模式。离网模式下,由于负荷及分布式电源功率变化,导致母线电压波动;并网模式下,微电网输入功率变动以及非线性负载产生的低次谐波会使并网电流脉动,影响电能质量。文章提出了基于超级电容的储能控制方案,利用超级电容的快速充放电特性,离网运行时在传统双闭环控制方案中加入电压的功率微分控制,稳定直流母线电压的波动;并网模式时提出一种并网电流脉动补偿控制方案,降低并网电流的脉动,提高电能质量。最后,仿真建模验证了所提控制方案能有效解决直流母线电压波动及并网电流脉动的问题。     

交流型微网指定次电压谐波主动补偿策略

微电网中电力电子变换器,以及局部非线性负荷的普遍存在,使得谐波污染已经成为影响微电网电能质量的重要因素。根据分布式电源接口逆变器,提出了一种基于两相静止αβ坐标系的微电网孤岛运行下的电压谐波补偿控制策略,有效地降低了微电网电压谐波畸变率。考虑到分布式电源的有功输出,采用了指定次谐波补偿控制策略,节省分布式电源用于补偿的功率,实现了微电网电能质量柔性控制;最后,在MATLAB/SIMULINK中对所提控制策略进行了验证     

低压微电网孤岛模式下改进下垂控制策略

在孤岛运行的低压微电网中,传统下垂控制会导致频率和电压偏离额定值、无功功率分配精度较低等问题,为此提出了无稳态误差的有功—频率下垂控制和综合改进的无功—电压控制策略,分析了在有功—频率下垂控制中引入隔直环节实现消除频率稳态误差的原理,综合分析了下垂系数、虚拟电抗、输出电流补偿等无功—电压下垂改进措施对无功分配精度、系统稳定性和电压跌落的影响,实现了稳态时微电网频率无偏差,提高了分布式电源之间无功功率分配精度,确保了电压波动在允许范围内。仿真算例验证了所提出的控制策略的有效性,为低压微电网孤岛模式下的下垂控制提供了参考。     

四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器（VQR）。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落（或骤升）补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。     

考虑储能容量的电网电能质量治理策略

为提高储能参与电网电能质量治理的能力,延长储能系统寿命,文章提出了一种考虑储能容量的电能质量治理策略.首先,介绍了储能变流器(Power Conversion System,PCS)的结构,并给出了参考电流生成方法;随后,根据储能系统当前容量,选择补偿控制方法,并重点针对储能容量不足情况,提出了基于比例矢量比例积分(P...     

基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法研究

受电网电压畸变等问题的影响,单相光伏并网逆变器输出电流中存在大量谐波,严重降低了该逆变器输出电能的质量。针对上述问题,提出一种基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法。该方法借助扰动补偿器倍频次谐波的抑制能力实现高频谐波电流的有效补偿,利用矢量比例积分控制器实现工频交流电流的无静差跟踪。文章利用额定功率为5 kW的单相光伏并网逆变器样机进行稳态运行实验。实验结果表明,文章所提出的控制算法能够大幅度降低单相光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提升该逆变器的并网电能质量。     

并联型APF在GIS互感器检定平台中的应用

为有效改善长管道GIS互感器检定平台电源的电能质量,应用并联型APF补偿其中的谐波及无功,采用一种新型电流控制策略,直接检测网侧电流,电流控制环节采用PI控制器和谐振控制器分别作用于基波和谐波分量,用多个并联的谐振控制器根据补偿要求灵活设置谐波分量的补偿阶次,选择性补偿负载谐波,有效提高了并联型APF的补偿精度。最后,通过仿真及试验研究证明了该控制方法能有效降低谐波含量、提高电源的电能质量,具有重要的理论意义和使用价值。     

基于时序分阶段控制的网状微电网功率均分策略

针对网状结构交流微电网中无功功率无法均分而产生系统环流的问题,提出基于时序分阶段控制的改进下垂控制策略。首先通过分阶段时序信号控制的迭代方法,消除线路阻抗不匹配对无功分配精度的不利影响。其次,当DG单元输出电压降至限定最小值时,中央控制器发送时序信号使各DG切换至电压恢复阶段,以同步恢复电压至参考值。为维持电压恢复过程中无功均分的独立性,以等容量的微电源为例对微电网进行稳定性分析。最后,通过Matlab/Simulink仿真和RT-LAB实验,验证所提策略的正确性。     

具有无功功率补偿和谐波抑制的光伏并网功率调节器控制研究

提出一种将有源滤波和无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型光伏并网功率调节系统。利用瞬态无功功率理论中的瞬时无功和谐波电流检测原理,采用电流矢量控制技术,以DSP数字信号处理器为基础,在30KVA光伏并网功率调节器样机中成功地实现了有源滤波、无功功率补偿和光伏并网发电三者的统一控制,使光伏并网功率调节器在向电网提供有功能量的同时也提供无功负载所需的无功能量,从而节省了设备投资,同时也改善了电网的供电质量。     

基于叠加频率的直流微电网改进下垂控制策略研究

提出一种基于叠加频率的直流微电网改进下垂控制策略。首先,通过在变换器输出电压上叠加交流电压,构造交流电压频率和输出电流之间的下垂特性;同时,利用交流电压产生的无功功率调节各变换器输出电压,实现电流的精确分配;然后,通过引入虚拟电阻和电压二次补偿措施,实现母线电压恢复同时提高系统稳定性。该文所提控制策略无需通信网络,有效提高了微电网即插即用性能。最后,通过仿真验证了控制策略的可行性和有效性。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

基于改进重复控制和模糊PI自整定的并网逆变器设计

为使并网逆变器能够在传输有功功率的同时,补偿本地负荷所需的无功功率,文章提出了一种基于改进重复控制和模糊PI自整定的并网逆变器设计方法,包括电流检测和电流控制两部分。为减小电网谐波对电流检测的影响,采用基于正弦信号积分滤波器(Sinusoidal Signal Integral Filter,SSIF)的电流检测方法。利用改进型重复控制器的零稳态误差能力保证系统的稳态精度,同时,引入模糊控制技术,根据误差大小在线调整PI参数,降低系统的动态响应时间,从而满足最优控制要求。最后,通过仿真研究,证明了基于改进重复控制和模糊PI自整定的并网逆变器设计方法的可行性。     

基于模糊逻辑的双馈型风电机组最优功率控制

在分析风电系统特性的基础上,以追踪最大风能作为有功控制目标,提出应用模糊逻辑系统设定发电机最优转速策略,实现无风速测量下最佳叶尖速比运行.以保持发电机最低损耗作为无功控制目标,研究了双馈电机损耗特性,提出应用模糊逻辑系统设定最优无功策略,优化机组效率.讨论了控制系统间的协调方案并建立了完整的风电机组模型进行仿真.结果表明所提策略有效,尤其在机组特性摄动下仍然能够保证最优功率运行.     

基于等微增率法的混合微电网无功协调控制

在馈线潮流控制(FFC)和单元输出功率控制(UPC)两种控制模式下的混合微电网中,FFC模式下分布式电源(DG)的无功裕量不能满足增加的无功负载时,会引起微电网和大电网之间馈线无功潮流的变化,且馈线无功潮流值越大,脱网时公共连接点(PCC)电压偏差越大。为此,提出了一种考虑微电网内部节点电压稳定性的多台DG无功协调控制策略。该策略以FFC模式下DG为主要补偿设备,当不能满足负载需求时,采用等微增率法求解优化模型,从而确定UPC模式下DG无功输出参考值。算例结果表明,该控制策略能在维持微电网与大电网之间馈线无功潮流恒为最小值的同时,使得微电网内部节点电压更稳定。