基于MMC并网的光伏系统安稳策略研究

经模块化多电平换流器(MMC)并网的光伏系统,交流侧故障后并网点电压迅速下降,对系统的安稳运行提出了严峻考验。首先阐述了基于MMC并网的光伏系统拓扑结构,分析了MMC的基本运行原理,针对交流侧故障引起并网点电压跌落提出了紧急无功功率支援控制策略,以保障系统的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了系统模型,在交流侧分别发生单相接地故障与三相短路故障的情况下对系统进行仿真分析,结果表明故障期间采用该控制策略能较好地提升系统的稳定性。     

基于MMC的背靠背柔性直流输电系统控制策略

首先研究了基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)输电系统的基本控制策略。然后,分析了背靠背MMC-HVDC输电系统的特性,其整流侧换流器与逆变侧换流器的控制系统可共用机柜,因此能实现两侧换流器控制信号的无时延共享。在此基础上,针对背靠背柔性直流的应用需求,提出了一种适用于背靠背MMC-HVDC的控制策略。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了背靠背MMC-HVDC系统仿真模型,验证了所提控制策略的控制效果。     

基于MMC的锂电池管理器研究

研究了一种基于MMC(modular multilevel converter)的锂电池管理器,该管理器能将充放电控制和电池均衡管理统一在同一变换器内部完成,解决了传统电池管理器将充放电控制器和电压均衡电路相互独立而使电路较为复杂的问题。首先分析了变换器的工作原理,以12 V电池包为例设定了功能需求,并依此设计了控制策略与能量管理策略,相应地得到了控制框图与控制器的程序流程图;然后设计了实验样机,进行了关键参数的设计;最后,对设计结果进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明该管量器能够实现双向电流控制、输出稳压控制和单体电池均衡,验证了上述分析和设计的正确性。实验验证了双向充放电电流控制与稳压环控制的可行性,而单体电池的长期电压均衡仍有待进一步实验验证。     

基于RTDS的大型光伏并网发电系统仿真研究

研究了大型光伏并网发电系统的结构和控制原理,确立了光伏电池、逆变器和控制系统的数学模型,采用的最大功率跟踪控制原理可以准确跟踪系统的最大功率输出。在RTDS数字仿真装置上搭建内蒙古某5 MW光伏并网发电系统的模型。通过所建系统的仿真模型,分析了光照强度和温度变化对系统传输功率的影响,并验证了仿真模型的正确性以及工程仿真分析的可用性,仿真结果表明搭建的模型可以准确仿真并网光伏发电系统的稳态运行。     

基于级联逆变器的光伏并网发电系统控制策略

提出了基于混合控制的级联逆变器光伏并网发电系统的双级控制策略。通过控制电流瞬时值反馈滞环控制单元输入电压值为恒定,将输入电压控制和光伏系统并网电流控制解耦,简化了控制器设计。该双级控制策略可在进行最大功率点跟踪(MPPT)的同时保证并网电流质量。对该控制策略进行了分析,对瞬时值反馈单元双环控制器参数进行了设计。最后进行了实验,结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

单相光伏并网发电系统控制方法的研究

提出一种单相并网逆变控制算法,在传统单环PI控制的基础上加入电压环,提高了直流母线电压的稳定性,使系统更加可靠。在此基础上,提出基于变步长扰动观测的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)策略,实现单相光伏并网发电系统最大输出功率点的快速、稳定跟踪。仿真和样机实验结果证明了所提方案的有效性。     

基于模糊控制的光伏并网发电系统研究

本文设计了一种基于模糊控制的光伏阵列最大功率跟踪(MPPT)控制策略及基于模糊-PI电流内环的双闭环并网逆变控制方法.对模糊控制器选择了适当的模糊规则和合适的比例量化因子,并且对PI比例调节器选择了合适的比例积分因子.仿真结果表明,相对于电导增量法及干扰法,基于模糊控制策略的光伏最大功率跟踪系统具有优良的动态和稳态性能...     

光伏并网发电系统的控制方法

介绍基于DSP芯片TMS320F240的光伏并网发电系统的控制方法。关键是预测控制方法和PI控制方法的结合。该控制方法在实际使用中取得了良好的效果。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

基于MMC的轻型高压直流输电系统控制装置设计

介绍了MMC-HVDC输电系统拓扑结构,针对MMC独特的结构特点和运行特性,研究了一种基于MMC的轻型高压直流输电系统的主从式架构的控制装置。该控制装置不仅能满足MMC系统对于控制算法、数据采集、脉冲分配的需要,而且具有在线配置模式、图形化显示、使用光纤总数少、子模块控制器的智能型和独立性高等优点,同时有效解决了系统上电初始化问题。对于MMC控制装置的通信问题,设计了DMA通信方式和基于FPGA的光纤通信,实现了三级控制器间的高速通信。     

基于模块化多电平换流器的光伏并网系统低电压穿越技术控制策略

随着光伏发电在电力系统中的渗透率日益加大,最新并网规则要求光伏并网逆变器具有一定的低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）能力。针对基于模块化多电平变流器（modular multilevel converter,MMC）的光伏并网系统,首先,在静止坐标系下建立了系统的数学模型。为保证光伏电场可在电网故障时具备低电压穿越能力,采用一种实现电流正弦及有功恒定的电流控制策略,并提出无功功率参考值的计算方法及并网电流限幅策略。其次,利用准谐振（proportional resonant,PR）控制器,设计出控制环路,实现光伏并网系统的LVRT。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了控制策略的有效性和正确性。     

并网模块化多电平变换器控制研究

模块化多电平变换器(MMC)的并网应用是其最重要的应用场合。首先推导出了MMC在dq旋转坐标系中的等效模型,不同于常规的电压源型变换器,该模型显示交流输入回路的电感和等效电容均对系统控制产生影响;然后选择电感和电阻上的电压为控制对象,将其他变量作为扰动变量,大大简化了对输入电流的控制;再在外环控制方面,引入电容能量作为变量,实现了系统的线性控制,建立了系统功率响应模型,推导出了系统传递函数;最后通过实验证实了所提的控制策略的正确性。     

基于FPGA的模块化多电平变换器控制策略研究

模块化多电平变换器(MMC)是一种新型的拓扑结构,其主要应用在中高压领域.在分析MMC拓扑结构及其工作原理的基础上,以5电平为例,采用基于参考电压分解的电压空间矢量(SVPWM)调制策略,合理选择冗余开关状态,降低了1/3的开关频率.通过动态选择投入桥臂的子模块,实现了直流侧电容电压的平衡控制.并针对FPGA难以实现三角函数运算的特点,提出了一种新的方法进行扇区选择.最后分别在Matlab/Simulink和Xilinx XC3S400型号FPGA中进行了仿真和实验验证,理论分析与实验结果均说明了该控制策略的优越性.     

基于移相载波的模块化多电平换流器控制方法研究

模块化多电平换流器(MMC)是一种适用于轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的新型换流器,笔者在分析其原理的基础上研究了MMC的运行特性,并搭建了数学模型。文中所提出的MMC控制方法采用了移相载波调制策略(CPS-SPWM)的思想,针对MMC的电容电压均衡问题,通过算法重新分配子模块触发脉冲序列,最后仿真验证了该方法的正确性和可行性。     

模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略

提出了模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略。通过将各模块输出电压信息叠加到输入侧母线电压基准中,不仅实现了输入侧母线电压的无主从调节,而且自动实现了各模块输出电压的均衡控制。所提出的控制策略无需通信或中央控制器,实现了串并联模块化光伏直流并网系统的完全分布式自主控制,且能实现故障模块和替换模块的热插拔,具有控制简单、易于实现、可靠性高等优点,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于模块化多电平的光伏逆变器仿真

针对大规模太阳能发电厂并网系统,采用模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)设计三相光伏并网逆变器,满足多组太阳能电池板组成的阵列接入电网的要求.详细研究了MMC光伏并网逆变器触发方式及电容电压平衡策略.介绍了基于MMC的光伏发电系统结构,并建立其直流回路方程,提出利用多组三角载波与参考波比较生成触发脉冲,同时根据电容电压进行排序,再将触发脉冲依次分配给各桥臂子模块,保证同一桥臂内各模块电容电压瞬时值相等.详细分析了桥臂电容电压周期性、波动性,采用双闭环比例调节器控制电容电压跟踪给定,明显减小了各桥臂电容电压波动范围,提高了一致性和系统输出波形质量.最后,利用MATLAB对所提出的触发方式、电容电压平衡策略及基于MMC结构的光伏系统进行了仿真验证,输出电流波形平滑且具有较高的动态响应性能.仿真结果表明所采用方法正确、有效.     

模块化多电平变流器调速系统变频控制

模块化多电平变流器(MMC)凭借着诸多优势成为高电压大功率工况下的核心拓扑。但MMC变频调速系统运行于低频状态时存在桥臂能量分配不均衡、子模块电容电压波动严重等问题,不仅影响变频器全速域运行能力,甚至威胁系统安全。为解决上述问题,提出一种基于共模电压与偏置电压控制的MMC变频调速系统全速域运行方法,旨在通过控制系统各桥臂瞬时功率以快速抑制子模块电压波动。首先,构建系统数学模型,分析悬浮电容电压波动影响因素;其次,设计变频调速系统的低频控制器与在线模式切换环节;最后,为验证所提控制策略的可行性和有效性,对其进行仿真和实验的对比分析。实验结果表明,所提控制策略能有效抑制MMC变流器子模块电压波动,完成不同频段平滑切换,降低系统损耗,改善系统输出品质,提升MMC系统安全运行能力。     

MMC-HVDC向无源网络供电的停机策略

修正了能馈阶段直流参考电压下降时的最低值,计算了系统整体停机时间,推导了能耗阶段内能耗电阻选取的表达式。在能馈阶段,考虑桥臂冗余子模块在内,将投入模块数和直流电压协调配合,提出了一种新的停机策略。该策略不仅可以最大程度地将电容中的储存能量反馈至电网,而且大大降低了能耗电阻的耐压等级和功率等级,同时电容电压可以精确地控制在安全电压以下,并且停机速度更快。最后,在Matlab中搭建了基于MMC-HVDC向无源网络供电的仿真系统,仿真结果表明了所提停机策略的有效性。