弱电网下LCL型并网逆变器输出阻抗复合重塑策略

针对电网电压比例前馈和锁相环（PLL）影响下,电网阻抗宽范围变化时易导致并网逆变器失稳的问题,首先建立了考虑电网电压比例前馈和PLL影响的并网逆变器输出阻抗模型,借助阻抗稳定判据对系统稳定性进行了分析;然后提出一种基于电网电压前馈的复合阻抗重塑策略,通过在电网电压比例前馈环节串联低通滤波器以及加入消除PLL影响的电网电压前馈支路,重塑并网逆变器输出阻抗;最后通过仿真和实验验证所提阻抗重塑策略能够有效提升并网逆变器在电网阻抗宽范围变化情况下的稳定性,改善并网电流质量。     

基于光伏并网逆变器功率调整的本地电压选择性控制策略

针对分布式光伏电源大量接入配电网的趋势,分析了光伏电源对配电网电压分布的影响及并网点电压对逆变器输出功率的灵敏度,针对架空线路配电网提出了一种利用光伏逆变器剩余容量的本地电压选择性控制策略。并网点电压正常时,光伏逆变器运行于单位功率因数下MPPT模式;并网点电压越上限时,过电压调节器工作于无功优先方式,光伏逆变器首先输出抑制过电压所需的感性无功功率,然后根据逆变器剩余容量的限制输出尽可能多的有功功率;并网点电压越下限时,低电压调节器工作于有功优先方式,光伏逆变器首先输出MPPT下的有功功率,然后根据低电压改善的需要和逆变器剩余容量的限制输出相应的容性无功功率。仿真和实验结果表明,这种本地电压控制策略在保障电网电压合格的前提下可以充分利用光伏能量。     

新能源发电系统并网逆变器的高电压穿越控制策略

电网电压的骤升会带来新能源发电系统并网逆变器(grid-connected inverter,GCI)控制裕度的下降,如若失控则会导致能量由电网倒灌进入逆变器进而引发直流侧过压或过流。为改善电网电压骤升对GCI所造成的暂态冲击,确保其安全并网运行,该文提出一种GCI高电压穿越(high voltage ride-through,HVRT)控制策略。首先分析容量限制条件下GCI的电流控制能力,讨论不同电网电压骤升幅度情况下GCI的可控区。在此基础上,设计基于电网电压和发电侧负载电流信息的直流母线电压参考值自适应调节算法,以确保电网电压骤升期间GCI的可控性。最后,结合感性无功电流控制,给出GCI的HVRT方案。仿真和实验结果验证了GCI控制能力分析的正确性和所提出控制策略的有效性。     

基于内模原理的光伏三相并网逆变器电压估计与控制方法

随着光伏发电的占比迅速增大,光伏并网逆变器的控制器需要从锁相环中获取公共耦合电压点的幅值和相位,当其处于弱电网或电网电压传感器出现故障时,会造成锁相环不稳定,大大增加了逆变器的控制难度.提出一种基于内模原理的光伏逆变器电网电压估计与控制方法,该方法利用电流测量和滤波器参数的标称值,实现了公共耦合电压估计和单位矢量生成....     

不平衡电网电压下基于FPNSC算法的逆变器并网输出电流峰值控制策略

针对电网电压不平衡下电压负序引起的逆变器输出功率波动、电流峰值上升、谐波增大等问题,提出了一种基于灵活正负序控制(FPNSC)算法的逆变器并网输出电流峰值控制策略,在降低了并网电流畸变率的同时,将输出电流约束在允许范围内,保障了有功传输与动态无功支撑。通过引入正负序控制因子,FPNSC算法使输出正负序有功与无功的控制更加灵活。文中给出了不同控制目标下正、负序控制因子的选取及参考电流的计算方法;根据不平衡电网电压下逆变器控制目标,提出了基于FPNSC算法的电流峰值限制方法。仿真与实验验证了所提方法的正确性与有效性,该方法可推广应用于分布式并网发电系统中。     

基于潮流解存在性的微网电压稳定判据研究

针对微网的网架结构和运行特点,根据潮流解的存在性推导了一种适用于微网的静态电压稳定指标。该指标考虑了节点电压的影响,且不受网络R/X值限制;另外其在推导过程中不需进行网损等值,因此误差较小。搭建了13节点微网系统,验证了推导指标的正确性,最后利用该指标分析了PV、PI、P-Q(V)3种节点类型的分布式电源及其位置和容量对微网静态电压稳定性的影响。     

弱电网下电压控制型逆变器的自适应快速功率控制策略

电压控制型逆变器VCI(voltage-controlled inverters)在弱电网下表现出更强的稳定性,有望在可再生能源发电中得到更广泛的应用。然而,VCI的有功功率控制带宽通常低于电流控制并网逆变器CCI(current-controlled inverter)。随着电网阻抗增大和电网强度进一步降低,其调节时间甚至将长达数秒,难以满足可再生能源发电最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)的要求。此外,现有的以功率环改造为特点的VCI有功功率快速控制方法,则可能导致弱电网下VCI稳定性损失。针对这一问题,建立了VCI并网系统的详细输入-输出模型,揭示了弱电网下VCI功率环改造法面临稳定性和快速性矛盾的根源,并提出了一种基于外环改造和功率指令前置滤波的VCI有功功率快速控制方法,能够有效提升VCI有功功率控制带宽,且不影响其弱电网下的稳定性,进一步实现了基于VCI的MPPT控制;针对短路容量比和电网阻抗大幅波动对所提控制的影响,又提出了一种基于电网阻抗在线辨识的VCI有功功率快速控制自适应方法。最后,实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于分布式发电系统并网逆变器主从控制策略研究

考虑到分布式发电系统中微电源特性多样及其并网逆变器控制策略跟随运行方式的改变而不同,分析了基于下垂(Droop)控制、恒压频比(V/f)和功率恒定(PQ)控制的并网逆变器控制方法,对比分析了基于Droop+PQ控制和V/f+PQ控制的并网逆变器主从控制策略,提出了一种基于V/f+PQ主从控制的微电网并网/孤岛运行模式下的并网逆变器控制策略。最后在MATLAB/Simulink环境下仿真建模,结果表明所提的基于V/f+PQ主从控制策略在微电网并网/孤岛运行模式下具有较好的功率跟踪性能、系统电压和频率稳定能力。     

基于复功率的电网电压不平衡条件下并网逆变器控制策略

针对电网电压不平衡条件下并网逆变器故障穿越问题,提出一种基于复功率静止坐标系并网逆变器控制策略,与传统旋转坐标系控制策略不同,本文提出的方法通过合并有功、无功功率脉动分量控制6个变量。利用两个调节系数将控制目标组合后实现具有限流功能的协调控制,不仅保证了电网电压不平衡情况下并网逆变器输出有功、无功功率连续调节,同时并网电流峰值维持在额定电流范围内,提高了系统可靠性。最后通过实验验证了提出方案的有效性。     

增强并网逆变器对弱电网适应能力的控制策略

弱电网中,并网逆变器与感性电网阻抗之间产生交互耦合从而引发谐振现象,采用电压比例前馈控制虽然可以抑制谐振,但其额外引入的正反馈回路也会降低并网逆变器的相角裕度.针对这种局限性,建立LCL逆变器并联系统的数学模型及诺顿等效电路,再利用阻抗法分析电压前馈控制对系统稳定性的影响,并提出了一种新型的基于相位超前补偿的电压前馈控...     

弱电网条件下提升LCL型逆变器稳定性的控制策略

弱电网条件下,由于逆变器并网阻抗与电网阻抗之间不匹配程度增加,导致并网逆变器可能失稳.为提高逆变器的稳定性,提出一种可提高系统相角裕度的新型控制方式.根据逆变器的分层控制结构,分别在控制层的电流内环引入带有延时补偿的有限集模型预测控制,在电压外环引入逆模型前馈控制,通过这2种控制的引入降低了系统控制环路的阶数,提高逆变...     

基于储能的风力发电并网逆变器控制策略研究

每一种分布式电源都有并网运行和孤岛运行两种运行模式,提出一种多环反馈的逆变控制器,风力发电机并网逆变器在两种运行模式下都采用PQ控制,发出指定的有功功率和无功功率;储能蓄电池并网逆变器在并网时采用PQ控制,发出指定的有功和无功,孤岛时采用V/f控制,维持电压和频率。设计一种加权控制算法,在分布式电源两种运行模式切换时,抑制并网电流的冲击,稳定负载电压,达到无缝切换。利用电磁暂态软件PSCAD／EMTDC搭建合理的模型,验证所提方法的可行性。     

基于瞬时电流跟踪的三相光伏逆变器并网控制策略研究

在分析光伏逆变器交直流侧的能量传递关系基础上,提出一种基于瞬时电流跟踪方式的并网控制策略。该策略的功率外环考虑到了光伏方阵模块的功率变化及直流电容器的充放电过程等因素,内环采用滞环电流控制的方式对参考电流进行跟踪,具有电流谐波小、响应速度快、控制参数容易整定等优点;同时给出了光伏逆变器的启动控制策略,防止启动电流过大损坏功率开关器件。最后在PSCAD/EMTDC中建立了三相光伏并网系统的仿真模型,数字仿真验证了以上控制策略的有效性。     

提高弱电网中光伏并网逆变器稳定性的控制方法

随着电网中分布电源的增加,电网呈现出了弱电网特性。电网阻抗使得逆变器与电网之间存在相互作用,对逆变器的稳定性产生影响,威胁着系统的安全稳定运行。从相位角度分析了电网阻抗对系统稳定性的影响,电网阻抗的增加会导致系统相位降低,继而使系统进入不稳定状态。为增强系统在电网阻抗变化过程中的鲁棒性,提出一种基于神经网络的逆变器变增益控制方法。该方法采用一定的控制环节补偿系统相位,采用径向基函数神经网络建模的方法实时调整系统的开环截止频率,使相位裕度始终保持最大值。仿真结果验证了本文的理论分析。     

基于虚拟磁链定向控制的改进型三电平NPC光伏

随着我国光伏发电规模不断扩大,装机容量屡创新高,三电平光伏逆变器已得到普遍应用。传统三电平NPC逆变器由于本身结构和负荷特性的原因存在中性点电压不平衡的问题,不能较好满足并网要求。提出通过在原有NPC拓扑前增加辅助电路形成一种改进型三电平NPC拓扑并结合虚拟磁链定向控制的方法,有效地解决中性点电压不平衡问题,提高并网电能质量,并适当降低设备成本。通过在MATLAB／Simulink上构建仿真平台验证了该方法的有效性和可行性。     

提高弱电网下并网逆变器稳定性的复合补偿策略

采用电压前馈控制以及H∞控制组成的H∞复合控制策略,利用阻抗分析方法,分析电网阻抗对并网逆变器稳定性的影响,通过分析并网逆变器的输出阻抗特性,提出了一种在电压前馈通道引入复数滤波器以及在系统前向通道引入超前校正环节的复合补偿方法,以此提高并网逆变器在弱电网下的稳定性。最后,在MATLAB/Simulink中对所提方法进行仿真实验,结果表明,通过在电压前馈通道引入复数滤波器以及系统前向通道引入超前校正环节,可以提高所用策略对电网阻抗的适应能力。     

弱电网下基于加权系数的电网电压前馈控制策略

在含有电网电压背景谐波以及电网阻抗变化情况下,并网逆变器的控制性能会受到影响。直接电网电压比例前馈因其实现方便且可有效抑制电网背景谐波而获得广泛关注,但其在高电网阻抗的弱电网情况下会降低电流控制的相位裕度,影响并网稳定性。基于加权系数的电网电压前馈控制策略存在基波增益下降的问题,但是能够大幅提高并网逆变器的稳定性。首先,对并网逆变器进行数学建模,并结合阻抗稳定性判据全面对比分析了弱电网下基于加权系数的电网电压前馈控制策略和传统直接电网电压前馈控制策略的动、稳态性能,得出了前者在弱电网下具有更好的电网适应性;其次,给出了调整系统闭环增益的方式来提高并网逆变器基波跟踪性能的理论分析;最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验,进一步验证了弱电网下基于加权系数的电网电压前馈控制策略的有效性。     

提升弱电网阻尼性能的VSG控制策略研究

MMC(modular multilevel converter,MMC)直流输配电技术相比传统的直流输配电技术,更适用于向弱交流电网供电的情况.但随着新能源发电渗透率增加,电力系统的等效惯量和等效阻尼逐渐减小,其稳定性问题变得越来越严重.而虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术的提出有效地解决这一问题.为进一步提高系统的稳定性,在已有VSG控制技术的基础上,提出了一种基于虚拟电阻的MMC控制策略.首先,介绍了MMC换流器系统的拓扑结构;然后通过建立受端交流电网MMC系统小信号模型分析得出电阻对系统稳定性的影响.在此基础上,对VSG控制技术进行改进,等效增大MMC换流器系统与交流电网之间的电阻,从而提高系统的稳定性;最后,通过PSCAD/EMTDC软件进行仿真计算,结果验证了所提控制策略的正确性.