基于微网理念的光伏变流器系统设计

光伏发电是未来新能源发电重要方向之一,而光伏变流器是光伏发电系统的核心.介绍一种基于微网理念的光伏变流器设计.以该变流器为核心的光伏发电系统可以看做一个小型的微网系统.该系统能根据外部电网情况,工作于并网模式和离网模式.介绍了该系统的各个组成部件的设计以及变流嚣主电路部分器件的选型.最后,由实验样机进行测试.试验结果验证了电路拓扑结构及控制方案的可行性,也说明了系统参数设计方法的正确性.     

三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。     

高频隔离微网互联变流器控制系统的设计与实现

高性能的控制系统是交直流混合微网高频隔离互联变流器可靠运行的先决条件,由于高频隔离互联变流器拓扑复杂,开关器件数量多,常规控制方式无法满足其控制要求,为了解决这一问题,基于DSP和CPLD设计了一种高频隔离交直流混合微网互联变流器的控制系统DSP在控制系统中负责信号采样、处理、控制环路补偿以及控制策略的PWM实现,CPLD负责过渡过程中开关器件的电压电流特征监测,通过反馈调节控制,实现高频隔离变压器磁芯偏置抑制和交流微网侧波形的控制, 根据控制信号和交流侧换流过程的模态转换,实现变流器的零电流关断软开关。最后实现了设计方案并进行了实验验证,实验结果表明了所设计的控制系统的可行性。     

DFIG风电系统网侧变流器控制策略仿真研究

在研究双馈型风力发电系统中网侧变流器基本工作原理的基础上,建立DFIG并网系统网侧变流器的数学及控制系统模型。为了更好地提升并网风电系统的控制效果,采用一种基于前馈解耦控制的双闭环控制策略对网侧变流器实行控制,以提高逆变波形及直流母线电压的稳定性。通过在仿真软件Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真研究,验证控制策略的可行性及有效性。     

直驱永磁风力发电机的控制策略研究

以直驱式永磁同步电机和变流器为对象,提出了电机侧变流器和电网侧变流器分开控制的控制方法。在电机侧采取基于最佳叶尖速比的最大风能跟踪可以在起动风速、额定风速和功率恒定三个区域最大限度地捕获风能。在电网侧采用直接功率控制策略,动态响应性能优异,算法本身也相对简单,实现了网侧功率因数恒定。系统基于MATLAB/Simulink软件的仿真波形和分析结果验证了所提出的控制策略的正确性。     

双馈风电变流器网侧LCL滤波器设计

本文提出了一种风电变流器网侧LCL滤波器设计方法。该方法在电流谐波脉动最大允许的条件下,选择总电感量;同时兼顾开关谐波电流衰减、基波无功约束条件、谐振频率约束条件,将总电感按一定的比例分为两部分,并选择合适的滤波电容。     

基于DSP控制的可再生能源并网逆变器的设计

随着环境污染、能源短缺问题的日益突出,发展可再生能源发电已成为一种必然趋势,而并网变流器是光伏发电、风力发电等可再生能源发电并网的关键设备。文中主要对新能源并网变流器的网侧逆变器进行了研究,获得了三相PWM网侧逆变器的拓扑结构,确定了网侧逆变器的控制策略,并设计了电压、电流PI控制器。为了验证文中提出的控制策略的正确性,采用TMS320F2812 DSP作为控制芯片,研制了一台20kW并网变流器的样机,并进行了相关实验研究,试验结果表明并网电流可以正弦化,系统可以实现单位功率因数运行,具有优良的并网性能。     

基于预测电流控制的三电平并网变流器研究

概述并网用网侧变流器工作原理,分析其工作模式,探讨了基于只与开关频率相关的预测电流控制（PCFF）和电网电压前馈相结合的控制策略,该策略能够弥补三电平变流器直流侧电容电压不平衡的先天性缺陷,而且PCFF控制下的系统有快速的动态响应,特别易于数字化实现。构建仿真模型分析验证了控制策略的有效性和可行性。     

基于CAN总线的圆网印花控制系统设计

设计了一种基于CAN总线的圆网印花控制系统,重点设计内容包括基于单片机的控制板以及基于CAN总线的接口电路及相应通讯程序,该系统突出了通讯方面的高效性,提高了整个设备的工作性能,实验结果也验证了该控制系统的可靠性。     

双馈风力发电系统网侧变换器控制策略研究

为了进一步提高风力发电系统的控制效果,论文对双馈风力发电系统的双PWM变流器进行了详细的分析,针对网侧变流器建立了数学模型,对网侧变流器的控制策略进行了研究,并采用电压、电流双闭环控制策略对系统中的网侧变流器进行控制。仿真结果显示,双闭环控制策略系统经过短暂的振荡之后能够快速实现状态的转变,达到预期效果。     

基于多重化滑模观测器的永磁直驱风力发电系统控制研究

本文选择可独立控制电机侧变换器和网侧变换器的PWM变换器作为永磁直驱风力发电系统的电能变换器,对电机侧、网侧变换器控制策略进行了阐述。电机侧采用多重化滑模观测器估算转子位置,有效抑制了抖振现象,使电机侧控制更加可靠。网侧控制采用电压外环电流内环的双闭环控制策略,可进行电能双向流动,对解耦控制进行了阐述,使系统可以更好的控制输出电能的品质。     

双馈风电机组低电压穿越问题研究

本文介绍了储能Crowbar和电网电压跌落时的无功需求,在此基础上本文提出了一种新的网侧变流器故障时无功控制策略,仿真验证了控制策略的有效性。接着提出了双馈电机风力发电系统低电压穿越的控制逻辑,在双馈电机风力发电系统仿真平台上运用Matlab/simulink,采用储能Crowbar和故障时无功控制策略以及叶尖速比控制等策略实现了双馈电机风力发电系统的低电压穿越。     

基于负载电流前馈的风电系统网侧变流器控制

对于具有并网变流器的风电系统,本文提出了一种基于负载电流前馈的网侧变流器矢量控制方法。与传统方法相比,该方法可提高风电系统在最大风能捕获过程中的暂态稳定性和抑制电网电压波动对直流母线电压所造成的影响。本文以双馈发电机型风电系统为例进行了理论分析和仿真实验,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

Flexible control of small wind turbines with grid failure detection operating in stand-alone and grid-connected mode

This paper presents the development and test of a flexible control strategy for an 11-kW wind turbine with a back-to-back power converter capable of working in both stand-alone and grid-connection mode. The stand-alone control is featured with a complex output voltage controller capable of handling nonlinear load and excess or deficit of generated power. Grid-connection mode with current control is also enabled for the case of isolated local grid involving other dispersed power generators such as other wind turbines or diesel generators. A novel automatic mode switch method based on a phase-locked loop controller is developed in order to detect the grid failure or recovery and switch the operation mode accordingly. A flexible digital signal processor (DSP) system that allows user-friendly code development and online tuning is used to implement and test the different control strategies. The back-to-back power conversion configuration is chosen where the generator converter uses a built-in standard flux vector control to control the speed of the turbine shaft while the grid-side converter uses a standard pulse-width modulation active rectifier control strategy implemented in a DSP controller. The design of the longitudinal conversion loss filter and of the involved PI-controllers are described in detail. Test results show the proposed methods works properly.     

基于最佳功率给定的永磁直驱同步风力发电系统控制策略研究

直驱型风力发电系统由于不需要增速箱,在风电场中得到广泛的发展和应用.该文研究了发电机和风机的特性分析,提出了基于最佳功率给定的最大风能控制策略,该方法通过对发电机进行闭环控制,使输出功率按照最优功率曲线进行输出,实现最大风能跟踪.并研究了永磁直驱风电系统的双PWM变流器控制策略;搭建了直驱型风电机组整体模型,该系统能够实现并风能最大功率跟踪及并网控制,仿真验证了控制系统的正确性.     

Overview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systems

Renewable energy sources like wind, sun, and hydro are seen as a reliable alternative to the traditional energy sources such as oil, natural gas, or coal. Distributed power generation systems (DPGSs) based on renewable energy sources experience a large development worldwide, with Germany, Denmark, Japan, and USA as leaders in the development in this field. Due to the increasing number of DPGSs connected to the utility network, new and stricter standards in respect to power quality, safe running, and islanding protection are issued. As a consequence, the control of distributed generation systems should be improved to meet the requirements for grid interconnection. This paper gives an overview of the structures for the DPGS based on fuel cell, photovoltaic, and wind turbines. In addition, control structures of the grid-side converter are presented, and the possibility of compensation for low-order harmonics is also discussed. Moreover, control strategies when running on grid faults are treated. This paper ends up with an overview of synchronization methods and a discussion about their importance in the control     

变速恒频双馈风力发电转子侧控制技术的研究

针对转子侧功率变化频繁和直流母线电压波动剧烈的问题,首先设计了交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的框架结构,进而对背靠背PWM变流器的控制策略进行了研究。建立了转子侧变流器控制模型,设计了基于定子电压定向（SVO）矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统方案,利用Matlab/Simulink构建系统模型并进行了仿真,仿真结果表明控制策略和技术的可行性,系统实现了有功功率、无功功率的解耦控制和最大风能跟踪控制。最后,构建了一台11 kW实验机组,并进行了系统稳态实验研究,验证了方案的可行性。     

风力发电系统变流器高性能电源驱动设计

本文介绍了风力发电系统变流器高性能电源及驱动设计,以AN8026设计变流器电源电路,光耦HCPL316J设计变流器功率模块驱动电路,并通过设计软件AItiumDesignerSummer09绘制PCB,制作调试样机,最后实验验证AN8026控制集成电路设计的软开关电源能够提高开关电源的效率,而基于光耦HCPL316J驱动电路的设计能够增加功率模块驱动可靠性,进而保障整个风力发电系统可靠运行,本论文设计的电源及驱动尤其适合于中小型风力发电系统变流器硬件系统设计需求。     

A Dynamic LVRT Solution for Doubly Fed Induction Generators

Doubly fed induction generators have become the most common type of wind turbine generators. However, this type of generator is susceptible to grid-side low voltage and short circuits due to existence of a power electronics converter on the rotor side. When a short circuit or voltage sag happens on the grid side, the rotor current of the generator tends to rise, which could cause damage to the rotor converter. Design and implementation of a series converter on the stator side is presented in this paper to limit the current rise in the rotor. This system includes an active ac/dc inverter, three series transformers, and a dc-bus capacitor. To lower the rating of the components and make the system viable for practical solutions, an exponential decaying sinusoidal voltage, instead of a pure sinusoidal voltage, is applied by the converter during short circuit.