考虑风机输出功率变化时的风电场并网谐振分析

风机输出功率的间歇性与波动性使得风电场并网系统潮流不断变化,并网点(PCC)处消纳功率随之改变,从而影响PCC处负荷等效阻抗并造成复杂并网谐振现象。首先建立电感-电容-电感型(LCL)逆变器并网等效诺顿模型,分析风机输出功率变化时PCC处的负荷等效阻抗特性并利用CIGRE模型计算负荷谐波阻抗,基于已建模型,采用结合元件特征值敏感度的模态分析法分析风电场并网谐振现象,给出各节点谐振参与因子与元件特征值敏感度值等谐振信息。最后,利用PSCAD平台搭建实例仿真模型,在验证所提方法可行性的同时,深入研究了风机输出功率变化时的风电场并网谐振现象。     

基于双采样的LCL型并网逆变器并网电流间接控制研究北大核心CSCD

在并网逆变器滤波方面,LCL型滤波器比LC型滤波器具有更加优良的高频谐波滤除能力,但是LCL型滤波器的谐振效应也给并网系统的稳定性带来一定的挑战。实际的并网逆变器通常采用逆变器侧电流和电容电压作为反馈进行控制,在分析LCL型并网逆变器结构的基础上,文章提出一种逆变器侧电流反馈控制并网电流和电容电压反馈抑制谐振的并网逆变器控制方案,无需逆变器外部增加电流传感器,给出了精确的并网电流参考值计算方法。实验验证了文章所提控制方案的有效性。     

弱电网条件下LCL型三相光伏并网逆变器研究

针对常规并网逆变器在弱电网环境下易出现不稳定情况,在考虑电网阻抗变化条件下设计LCL型滤波器网侧电流及电容电压双闭环控制策略.基于LCL型光伏并网逆变器拓扑结构,在dq同步旋转坐标系下建立数学模型,进行解耦及控制器设计.分析电网阻抗变化对LCL型滤波器的影响,给出一种考虑不同电网阻抗条件下锁相环扰动的系统参数设计方法....     

弱电网下考虑装置死区效应时的逆变器并网电能质量分析

弱电网接入下,逆变器-电网级联系统的阻抗不匹配易导致逆变器并网系统的稳定性能降低。为建立更准确的逆变器输出阻抗模型,以LCL型并网逆变器为例,将装置死区效应考虑到并网逆变器建模中。同时,考虑长线路对地分布电容的影响,建立弱电网下长线路分布参数模型并分析其输入阻抗幅频特性。基于此,采用基于奈奎斯特稳定判据的阻抗分析法分析并网系统稳定性并计算其稳定裕度,研究随着死区时间和长送出线线路长度的增加并网系统稳定裕度值的变化规律,并利用PSIM 9.0平台建立相关仿真模型,证明了理论分析的准确性和可行性。     

LCL型储能虚拟同步发电机谐波谐振特性分析与抑制策略

建立LCL型储能虚拟同步发电机并网系统传递函数模型,分析不同电网强度和阻抗参数下,LCL型储能虚拟同步发电机谐波谐振风险和特性。为抑制LCL型储能虚拟同步发电机的谐波谐振,基于其控制策略,提出在滤波电容上串联阻尼电阻和并联阻尼电阻的谐波谐振抑制策略,通过改变滤波电容复阻抗的方法,阻尼谐波谐振尖峰,增加LCL型储能虚拟同步发电机并网系统的幅值裕度和相角裕度,增强系统稳定性。建立LCL型储能虚拟同步机电磁暂态模型,验证所提策略的可行性。     

弱电网条件下并网逆变器的稳定性

位于偏远地区分布式发电系统长距离传输线给电网引入不可忽略的阻抗,使电网呈弱电网特点。当弱电网阻抗与逆变器输出阻抗不匹配时,并网电流在某些特定频率发生谐振,从而破坏逆变器的稳定性。基于阻抗分析法研究弱电网阻抗对LCL型并网逆变器稳定性的影响,并给出一种新型电容并联虚拟电阻有源阻尼算法来提高弱电网下并网逆变器的稳定性。最终,在一台500 W实验平台中对算法进行验证。     

弱电网中LLCL型并网逆变器的谐振分析与抑制策略研究

针对弱电网中多个LLCL型并网逆变器并联运行的谐振问题,提出一种混合阻尼控制策略。在建立多LLCL型并网逆变器的数学模型基础上,分析多机并联谐振的产生机理,得出电网阻抗和LLCL滤波器参数变化是产生谐振的关键因素,将影响系统并网运行的稳定性。为此,在不改变LLCL型并网逆变器拓扑结构的前提下,将所提控制策略应用到弱电网多机并联系统中。仿真与实验结果表明,该控制策略能有效地抑制系统谐振,降低并网电流和电压的谐波含量,提高在弱电网条件下多机并联运行的稳定性。     

一种增强并网逆变器对电网适应性的阻抗重塑控制策略

针对并网逆变器在弱电网条件下容易发生谐振或失稳的问题,以弱电网下运行的逆变器为例,采用阻抗分析法研究了外部电网阻抗对其稳定性的影响,分析了逆变器稳定性与谐振的关系,提出一种阻抗重塑控制策略对并网系统相位裕度进行补偿,进而提升逆变器对宽范围变化的电网阻抗的鲁棒性,并给出具体设计步骤及相关参数选取方法,该控制策略无需检测电网阻抗即可完成相位裕度补偿,克服了传统方法因电网阻抗测量结果不准而难以达到预期补偿效果的缺点。最后,在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了逆变器并网仿真模型并进行了样机试验,验证了所提控制策略的有效性与正确性。     

基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制研究

针对常规LCL型并网逆变器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）参数鲁棒性差的问题,提出一种基于滑模观测器的LCL型并网逆变器鲁棒预测控制方法。首先,分析了参数变化对常规LCL型并网逆变器电网电流预测控制的影响;然后,根据超局部建模理论建立LCL型并网逆变器的一阶超局部模型,使用滑模观测器对系统的集总扰动进行估计,提高系统控制的动态性能,实现并网电流的鲁棒预测控制;最后,通过搭建Typhoon602+仿真器和PE-Expert4控制器实验平台验证了所提方法的有效性。     

下垂控制逆变器阻抗模型研究

由于下垂环节对逆变器输出阻抗低频特性具有重要影响,对微网中下垂型逆变器并网电压以V_d轴定向,建立一种含功率环、电压环、电流环的阻抗模型,并通过阻抗扫描测试与阻抗模型测量对比验证模型的准确性,突破传统相量法分析时只侧重分析固定频率点50 Hz处的阻抗特性的局限性,阻抗模型不同参数下的稳定性判据与仿真对比,验证方法的正确性。     

基于双重约束的光伏逆变器直接前馈阻尼控制研究

针对高比例光伏发电系统网侧变弱潜在的高频谐振问题,提出一种基于输出电流直接前馈的新型阻尼控制方案,并对环路谐振抑制参数整定的全局-局部运行双重约束进行研究。首先,建立光伏多机并网系统数学模型,利用阻抗比判断潜在的高频谐振。其次,对逆变器串电阻环路变换构建等效的输出电流直接前馈控制环路,通过分析不同谐振抑制参数下系统全局高频谐振治理效果及单台逆变器局部运行状态,以全局-局部稳定为双重约束确定了谐振抑制参数可行域,并分析电气参数随运行状态变化下所提方案的抗扰能力。最后,搭建光伏多机并网系统的仿真实验平台验证上述研究的有效性。     

Parallel interaction influence of single-stage photovoltaic grid-connected/hydrogen production multi-inverter system based on modal analysis

In order to study the harmonic resonance characteristics of single-stage photovoltaic (PV) grid-connected/hydrogen production multi-inverter system, the modal analysis method was used to systematically analyze and discuss the resonance problem. First, a three-phase single-stage photovoltaic grid-connected/hydrogen production system simulation model was established, and hydrogen production from water electrolysis was used as a local load. Secondly, this paper applied a modal analysis method that could determine the system resonance frequency, resonance center and the participation degree of each component by constructing the multi-inverter system node admittance matrix. Finally, the Thevenin equivalent model of multi-inverter system was established based on the modal analysis method. The influence of the number of inverters on the resonance characteristics of the system was studied. Compared with the frequency response analysis of the transfer function, the simulation results verify the correctness and effectiveness of the modal analysis method.     

弱电网下光伏并网逆变器的数字H∞鲁棒控制器设计

针对弱电网下光伏并网逆变器可能发生的失稳现象,提出一种光伏并网逆变器的数字H_∞鲁棒控制器设计方法。首先建立传统控制策略下光伏并网逆变器的控制模型,并分析其在弱电网条件下的稳定性。为了提高LCL型光伏并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,考虑数字控制延时的影响,通过建立离散域下光伏并网逆变器的标准H_∞控制模型,并设计加权函数,求得光伏并网逆变器的数字H_∞控制器。与传统的双闭环控制策略相比,理论分析与仿真和实验结果均表明,所设计的数字H_∞控制器可显著增强弱电网条件下光伏并网逆变器的稳定性。     

考虑传输线分布电容影响的光伏并网系统谐波谐振抑制策略

以传输线联网的光伏逆变器为研究对象,当传输线中分布电容较大不能忽略时,考虑传输线分布电容的影响下,分析系统的谐振特性以及电网背景谐波在传输线中的传播特性。针对系统的谐波谐振情况,提出基于电容电压的有源阻尼策略有效抑制系统出现的多个谐振尖峰,同时抑制电网中5次背景谐波的传播放大。为更好地抑制7次背景谐波,在上述控制算法的基础上于电容电压反馈通道中引入7次谐振控制器重塑逆变器输出的7次谐波阻抗。最后,在所提方案下,对逆变器输出5次谐波阻抗进行约束来优化控制参数,有效减小背景谐波导致的入网电流畸变。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

弱电网下级联H桥光伏并网逆变器稳定性分析

随着大规模新能源发电设备的接入,可能会形成对外呈感性的弱电网,这将影响逆变器系统的稳定性.针对级联H桥光伏并网系统,分别考虑锁相环和电压前馈的影响,对输出阻抗进行建模,并基于阻抗稳定判据分析延时时间、锁相环带宽、谐振前馈系数对并网系统稳定性的影响.最后,提出一种通过相角补偿来增强级联H桥光伏并网逆变器在弱电网条件下稳定...     

LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为（0,0.477f3）。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。     

电网频率波动时LCL并网逆变器重复控制研究

针对电网频率波动时,并网电流畸变和谐波较大的问题,提出了静止坐标系下LCL并网逆变器的重复控制策略,该策略可有效降低并网电流谐波畸变率;在静止坐标系下,LCL并网逆变器数学模型无耦合现象,省去了复杂的解耦运算,从而该控制策略简单易实现;在确定电路参数的基础上,对重复控制进行了参数设计,并通过仿真试验证明了理论分析的正确性。研究成果对于提高电能质量意义重大。