融合电能质量控制的光伏逆变技术研究

现有光伏并网发电系统受太阳光照强度、时长的影响,实际有效利用率不高,为此提出一种将光伏并网与有源滤波相结合的新型统一控制策略。分析了光伏并网与有源滤波统一控制的原理,推导了谐波和无功电流的偏差量的计算方法。控制策略以优先消除偏离电能指标的控制思想,根据无功和谐波电流的偏离量,动态调节其补偿比例。在Simulink中搭建了系统模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明该控制策略能根据电网需求,实时地实现光伏并网发电、谐波抑制和无功补偿。     

光伏并网发电及无功补偿的统一控制

针对常规光伏并网发电系统逆变主电路的结构特点,提出了将无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型控制方案,使光伏并网发电系统在向电网提供有功电能的同时也能够提供电网所需的无功电能,从而简化系统结构,提高供电能力,并节省设备投资.文中详细分析了系统控制结构、瞬时无功检测、并网电流的合成及并网电流的跟踪控制方法.系统以DSP数字信号处理器为基础,在30kVA光伏并网功率调节器实验样机中成功地实现了光伏并网发电和无功功率补偿的统一控制.     

基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿装置

为解决配电网中日益突出的谐波超标、电压偏差、三相不平衡等电能质量问题,提出了一种利用分布式光伏逆变器的冗余容量实现无功、谐波、负序的综合补偿功能的控制策略,研究了一种在不影响正常光伏逆变器并网发电的情况下实现电能质量综合治理(DG-FACTS)的方法。首先分析了适用于DG-FACTS的谐波检测、无功指令提取及不平衡分量检测的算法,然后研究了指令合成及电流跟踪控制算法,并通过Matlab/Simulink仿真验证了DGFACTS功能的可行性。仿真结果表明:所提出的基于分布式光伏逆变器的电能质量综合补偿方法具有较好的实用性。     

基于交错反激光伏微逆的无功与谐波补偿

针对目前光伏微型逆变器只具备单一并网发电功能、利用率低下以及单相有源滤波器成本较高的不足,结合光伏微型逆变器和单相电流型有源滤波器的运行特点、结构和控制原理,提出了一种针对单块太阳能电池板的新型小功率交错双反激光伏微型逆变器,能够同时实现并网发电及适度无功和谐波补偿功能。详细分析了该系统的工作过程,提出了适用于该系统的相应控制策略,给出有功入网电流指令和无功谐波电流指令的计算方法。PSIM仿真和实验结果验证了系统结构和控制策略的合理性和有效性。     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能,实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿,提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础,推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律,可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论,给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法,可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统,使光伏并网系统除提供有功功率外,同时兼备无功与谐波补偿功能,增强了光伏并网功能。     

正序基波提取器在光伏并网功率调节系统中的应用

光伏并网功率调节系统实现光伏并网与有源滤波的统一控制,关键是谐波、无功电流的准确检测和并网指令电流的形成。考虑实际电网电压有畸变或频率偏差,为获得准确谐波、无功电流和同步正弦,利用幅值积分及其频率选择特性构成正序基波提取器,深入分析正序基波提取器中K参数设计方法,推导出K值的计算表达式,合理取K值,可准确提取正序基波,无需锁相环可得到同步正、余弦信号。分析了谐波、无功及不对称分量之和的检测方法和并网指令电流的合成方式,实现光伏有功注入与谐波抑制、无功补偿功能。最后进行Matlab/Simulink仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。针对K参数对正序基波提取的影响,完成了其小功率实验,实验结果进一步证明该方法的正确性。     

模糊变结构控制的光伏并网功率调节系统

光伏并网功率调节系统(PVPCS)集并网发电、无功补偿和谐波抑制为一体,对改善电能质量、减少功率损耗和提高系统利用率有重要作用.在分析了系统工作原理、瞬时无功检测、并网电流合成以及并网电流跟踪控制的理论基础上,研究了基于模糊变结构控制的PVPCS的设计方法.针对含PVPCS的单机无穷大系统进行电力系统暂态仿真,与常规PI控制进行比较验证.研究结果表明:该系统在光伏并网发电的同时能够快速稳定直流侧电容电压,有效抑制电网谐波,很好地对无功进行补偿,具有较强的鲁棒性和适应性,提高了系统利用率.     

单相光伏并网与有源滤波的统一控制

光伏并网系统由于日照强度不定,利用率不高,目前的APF装置主要应用在工业三相大功率系统中,成本高且功能单一。本文提出了一种单相光伏并网与有源滤波器的统一控制策略,在同一装置上实现光伏并网发电的同时,将系统剩余容量进行部分或全部无功和谐波补偿,提高系统利用率。仿真和实验结果验证了本文提出的无功电流和谐波电流的检测方法,以及电流环和电压环控制器的设计方法的正确性和可行性。     

光伏并网功率调节系统

光伏并网发电系统能被应用于虚弱电网末梢，为减小负载的无功和谐波对电网的影响，提出将光伏并网发电与无功补偿一体化，构成光伏并网功率调节系统，以提高供电质量和减少功率损耗。分析了系统的工作模式、瞬时无功检测方法、光伏最大功率跟踪及并网功率的合成控制，以数字信号处理器DSP为主控制芯片，研制了工程化样机，并给出相应的实验结果。     

基于FBD法的光伏并网系统谐波和无功电流的检测与补偿

基于光伏并网发电系统和并联型APF在拓扑结构、运行方式和控制方法等方面有诸多相同点,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一体化系统。为了检测该供电系统中的谐波和无功电流,提出了一种基于FBD法的检测方法。该方法测量电压相位产生参考电压来做投影变换,利用等效电导对负载电流进行分解,计算出基波正序有功、无功及谐波电流分量。与基于瞬时无功功率理论的电流检测方法相比,该方法没有复杂的Park变换和d-q变换,可以更加快速有效地进行电流实时检测,并且可以灵活应用于三相不平衡供电系统。仿真结果表明了该电流检测方法的正确性和有效性。     

基于矩阵变换器的统一潮流控制器研究

由于矩阵变换器的优越电气性能,将其应用于统一潮流控制器中,相对传统的统一潮流控制器,减小了体积和成本,具有良好的输入输出电气特性。通过对国内外相关文献报道,从三个方面简介了有关基于矩阵变换器的统一潮流控制器的研究:矩阵变换器;统一潮流控制器模型及其控制;基于矩阵变换器的统一潮流控制器应用研究。     

基于IPM的新型开关磁阻电机功率变换器电路

本文介绍了一种新型的基于两只智能功率模块的四相功率变换器电路。应用于开关磁阻电机调速系统(SRD),它比普通单独驱动模块驱动主开关器件性能稳定,外电路结构简单,具有实际价值;研究了智能功率模块保护电路设计,电源设计以及自举过程;通过实验波形论证了此开关磁阻功率电路的可行性。     

一种低压电网无源滤波器改造方案

针对无源滤波器的缺陷,提出了一种低压电网无源滤波器改造方案.在已安装无源滤波器的基础上,将有源滤波器通过小电感与无源滤波器相连,设计了混合有源滤波器.阐述了有源滤波部分谐波检测与控制方案的选取、新增补偿容量与品质因数的确定.实验与仿真结果表明,该方案具有能抑制谐波放大现象和提高滤波效果的特点.     

基于最优潮流的分布式小水电无功考核方法

山区小水电发展迅速,大量分布式小水电在向电网输送功率的同时,如何对其进行合理的无功考核严重影响着电网的经济运行.该文推导了网损与节点电压对小水电功率因数的灵敏度,提出一种实现电网经济运行的分布式小水电上网功率因数考核方法.该方法以小水电功率因数作为优化变量,结合最优潮流计算分布式小水电的最优功率因数考核指标,并在实际地区电网中得到了检验,有效改善了该地区对分布式小水电上网的管理与考核.     

一种高性能串联混合有源电力滤波器拓扑的研究

对传统的串联混合型有源电力滤波器抑制谐波的基本原理做了定性分析。在此基础上提出了一种新型高性能的串联混合有源电力滤波器。与传统的串联有源滤波器或者串联混合有源电力滤波器相比，其有源部分仅仅需要对注入电网的原负载系统的部分低次谐波进行抑制，从而提高了逆变器直流端电压的利用率，因而能在不损失滤波性能的前提下有效降低了有源部分的容量。该文进行了详细的理论分析，并通过仿真与10kVA样机的实验验证了理论分析的可行性。     

最优潮流问题浅析

回顾了最优潮流的发展历史与数学模型，简要概述了几种主流的最优潮流算法，最后针对电网新形势下的最优潮流研究方向进行了分析和归纳。     

新型串联混合有源电力滤波器控制技术的研究

将串联型电力有源滤波器(APF)自身控制的稳定性与供电系统运行的稳定性分别加以研究，并对影响传统串联有源滤波器(SAPF)和传统串联混合有源滤波器(SHAPF)滤波性能的基本因数进行深入分析，以此为基础，提出一种新的超前补偿控制策略，使得SAPF或者SHAPF的滤波性能得到极大的提高，有效减少了有源部分的容量。10kVA的样机实验证实了控制的可行性。     

应用于大型风电基地功率外送的多端直流输电系统协调控制

多端直流输电系统(multi-terminal DC,MTDC)为解决大型风电基地功率外送的瓶颈问题提供了一个最佳解决方案.研究了基于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的多端直流输电系统应用于大规模风电功率长距离外送时的协调控制策略.通过构建一个四端系统连接两个大型风电基地及本地电网向远方负荷中心进行功率输送,实现了风电场的功率汇集和外送.仿真验证了该协调控制策略在大扰动情况下,不仅能够提高VSC-MTDC系统潮流重新分配的能力,而且可使风电场对直流网络提供一定功率支撑,增强了电力系统动态稳定性.     

智能电网中的电子电力变压器:改善电力系统可控性

现代电力系统正面临新的挑战,如提高可再生能源发电渗透率、增加用户参与需求侧响应、应对非线性负荷与敏感性负荷快速增长等.智能电网是解决或缓解这些问题的潜在途径.电网的智能化很大程度上依赖于电网的可控性,因此,提高可控性是实现更智能化电网的关键之一.本文较系统地阐述了利用电子电力变压器(EPT)提升电网可控性问题,详细分析了EPT的应用场景及典型案例.仿真结果验证了EPT在提升电力系统可控性方面的性能.     

模糊电力系统稳定器的混沌优化方法

将混沌优化方法应用于模糊电力系统稳定器的参数设计,从而避免了设计过程中大量的参数调试工作,同时也使模糊电力系统稳定器获得最佳的控制性能。仿真结果表明,混沌优化方法结构简单、寻优速度快,基于混沌优化的模糊电力系统稳定器对各种扰动均有较好的响应特性。