基于PLL的VSG并网控制研究

新能源通过电力电子接口接入电网也为电网的稳定运行带来了新的挑战,逆变器由离网模式切换到并网运行模式的瞬间容易产生较大的冲击电流. 现提出一种基于锁相环虚拟同步发电机的预同步并网控制技术能够有效解决这一问题. 该控制策略下的逆变器能够平滑并网、电压相位的同步追踪有效抑制了冲击电流、实现离并网的快速切换,同时改善了并网逆变器的性能、增强了电网的稳定性. 最后,通过搭建并网虚拟同步发电机模型验证了该设计的正确性和有效性.     

光伏渗透率对电力系统频率的影响及控制策略

光伏并网对电力系统频率稳定会造成一定影响,考虑同步发电机、负荷与光伏出力波动特性的交互作用,推导了含不同光伏渗透率下的系统总功率波动概率模型.将同步电机一次调频的参数进行优化,即作为变量引入控制环节,利用发电机的转子方程,实现对发电机功率的控制和系统频率的调节.仿真结果表明应用所提出的控制策略,可以有效减弱光伏对系统频率的影响,提高光伏的渗透率.     

提高微电网频率稳定性的逆变控制策略

微电网中分布式电源的接入使得越来越多的电力电子器件得到应用,但由于基于电力电子变流器的分布式电源几乎没有惯性,必然会给分布式电源的大量接入造成很大的困难.虚拟同步发电机控制策略是一种基于同步发电机惯性理论的虚拟惯量控制方法,能够有效的改善微电网频率的稳定性.虚拟同步发电机控制策略将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性和无功调节特性应用到逆变电源的控制前端,并通过在励磁系统增加改进的延迟环节有效的减缓了负载突变造成的冲击,同步发电机的并网矢量控制应用到逆变电源控制的后端,使微电网中含有储能装置的分布式电源具有类似于同步发电机的虚拟惯性.最后,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建微电网系统仿真模型并搭建逆变实验平台,通过仿真和实验验证虚拟同步发电机控制策略对微电网系统频率稳定性的重要支撑作用.     

光伏并网逆变器电能质量控制策略

针对由配电网存在大量非线性负载和光伏发电系统本身间歇性引起的谐波和电压波动问题,提出一种基于瞬时无功功率理论的改进型光伏并网逆变器控制策略,通过采用直流侧电压控制方式稳定逆变器直流侧电压,增加三相交流电压幅值反馈稳定PCC点电压,有效改善了光伏并网及配电系统的电能质量。最后,通过MATLAB/Simulink搭建光伏并网发电系统进行仿真,仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

三相光伏低电压穿越的正负序分离优化控制

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,基于光伏并网系统拓扑结构建立了光伏并网系统数学模型.采用瞬时对称分量法将不对称故障转化成对称故障,确定出电压跌落深度和正序电流参考值.通过对不对称故障和对称故障情况下的各电气量进行比较分析,建立了低电压穿越的正负序分离优化控制.结果表明:该控制策略在电网发生不对称故障时,并网逆变器的输出无功功率随着电网电压跌落深度增加而增大,有利于恢复并网点电压.     

基于虚拟同步发电机的光-储调频控制策略研究

太阳能光伏发电作为一种可再生能源发电在电网中渗透率不断升高,与此同时,对于系统稳定性的影响也越来越不得忽视。首先,对光伏发电系统输出特性进行分析。针对光伏并网发电在遇到频率波动时不具备惯性和调频能力的问题,提出了应用储能补偿系统的调频需求,通过对储能逆变器采用虚拟同步发电机控制策略,使光-储作为一整体对外具备类似同步发电机特性,同时该系统还拥有保证光伏对外输出功率稳定的能力。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提出调频控制策略的有效性。     

基于改进虚拟同步发电机的预同步并网控制研究

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)技术在动态过程中易引起功率振荡和频率波动甚至越界的情况，提出一种改进的VSG控制策略，在有功-频率控制器中加入一个微分环节，增大了系统阻尼，有效解决了功率超调的问题。并对所提出改进VSG控制离/并网的预同步控制策略进行研究，在VSG输出端和电网端中间加入一个虚拟阻抗，通过控制实现VSG输出电压和电网电压频率、电压幅值和相位的同步，实现VSG系统从离网到并网的切换，加快了同步速度。通过MATLAB/Simulink搭建了基于改进VSG控制的离/并网模型，仿真所得结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。     

虚拟同步发电机惯量阻尼协同自适应控制策略

针对常规的分布式发电控制技术没有类似同步发电机的惯性和阻尼特性,不能有效地抵御微源投切时造成的频率突变问题。采用虚拟同步发电机(VSG)控制技术,首先研究了转动惯量和阻尼系数对系统频率稳定性的关系,并设计了一种转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略。通过自动调节虚拟同步发电机转动惯量和阻尼系数,抑制了频率暂态响应过程中的超调,加快了暂态响应速度,提升了系统运行的稳定性。最后,通过MATLAB/SIMULINK仿真验证了并网运行模式下所提控制策略的有效性。     

单相光伏并网系统新型复合控制策略研究

针对户用小型光伏发电系统,提出一种基于重复控制和电压前馈控制相结合的新型复合控制策略。建立相应单相光伏并网系统的数学模型,对单相光伏并网系统的工作原理进行了深入的分析,并搭建一个6kW单相光伏并网系统的实验平台。实验样机结果表明,该控制策略能使单相光伏并网逆变器得到更优的并网电流波形,降低总谐波畸变率。     

光伏发电系统暂态特性仿真

针对光伏发电系统暂态稳定性差的问题,在PSCAD/EMTDC环境中建立了光伏发电系统的电磁暂态仿真模型,并基于该模型分析了三相短路故障和光照强度跃变等条件下光伏发电系统的暂态响应特性.研究光伏发电系统的物理模型,并建立由光伏阵列、最大功率跟踪模块、升压电路和三相并网逆变器等组成的光伏发电系统动态仿真模型.仿真对比分析了不同运行条件下的光伏逆变器输出有功功率、电压以及电流的暂态特性,结果表明逆变器输出功率和电流会随着光照强度变化而平滑地改变,短路故障则会引起电压跌落和瞬态过电流.     

非隔离型六开关光伏并网逆变器

针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种新型非隔离型六开关(H6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H6拓扑在两桥壁之间增加了一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在M atlab/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H6型光伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑.     

考虑储能SOC的RBF自适应VSG控制策略

采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略的并网逆变器可为分布式能源提供必要的惯性阻尼特性,以支撑电网频率。VSG的惯量和阻尼特性均受储能荷电状态(SOC)约束,因此有必要维持储能SOC水平,避免储能VSG失去惯量阻尼特性。设计了基于SOC的储能充放电系数,结合径向基函数(RBF)神经网络控制,提出了一种储能VSG参数自适应控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真,验证了所提策略的有效性和优越性。     

基于TMS320F28027的单相光伏并网系统设计

根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套基于数字信号处理器TMS320F28027控制的单相光伏并网逆变器,分析了系统的结构和控制原理,并对系统的逆变输出和DSP输出SPWM波形进行测试。实验结果表明,并网电流波形良好,逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1。     

基于PR控制器的改进型虚拟同步发电机技术

电压控制型虚拟同步发电机技术(VSG)和电流控制型虚拟同步发电机技术是目前较主流的2种虚拟同步发电机技术。针对原有VSG技术对有功功率和无功功率的跟踪特性较差问题,提出一种改进型VSG技术。通过嵌入PR控制器,一方面可对有功功率和无功功率进行前馈补偿,以改善原有VSG的功率跟踪特性,使其能更好地适应并网,另一方面能实现在特殊情况下由改进的VSG平滑切换到原有VSG,以适应频率、电压快速变化的电网。在RT-LAB半实物仿真平台的实验验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

基于虚拟同步电机原理的微网逆变器控制及其仿真分析

基于微电网逆变器的数学模型与同步电机数学模型的相似性,建立三相电压型逆变器的虚拟同步电机模型.分析虚拟感应电势的作用,提出将虚拟调速系统和虚拟励磁系统应用到微电网逆变器的控制策略,给出系统参数设计原理和仿真模型结构.采用该控制策略的逆变微电源具有调压调频和功率控制的2种功能,能分别适用于微电网的孤岛运行和联网运行工作模...     

基于Boost电路单相两级式光伏并网发电系统的研究

传统上光伏并网发电大都采用工频或者高频变压器,但他们都有一些缺点。而非隔离型两级式光伏并网逆变器的应用可以尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本,前级boost电路不仅能够提高最大功率跟踪(MPPT)的精度,而且又能使网侧逆变器较好的控制直流母线电压。后级逆变主要作用是实现对电网的跟踪控制确保逆变电路输出稳定、高质量的正弦变流电,因此采用电压外环、电流内环的双闭环控制。这种控制系统前级的最大功率点跟踪和后级的并网是互不干扰、相互独立的,不仅提高了系统控制可靠而且更有利于系统的模块化设计与集成。在Matlab/simulink建仿真模型,证明了该逆变系统的可行性并且达到了并网的要求。     

基于虚拟同步发电机技术的无缝切换控制策略

在微网系统中储能电源的并网及离网运行状态及两者之间的动态切换过程直接影响到敏感负荷的供电质量。针对该问题,文章采用一种基于虚拟同步电机的储能逆变器控制方法,使储能逆变器等效于受控电压源,同时具备惯性模拟、调频、调压功能;此外提出一种储能逆变器并离网无缝切换控制策略,可以实现并、离网状态及两者之间的自动平滑切换,最后搭建了微网实验平台,实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

光伏并网发电系统中的最大功率点跟踪控制

为实现光伏并网系统的最大功率点跟踪控制,提出了一种适用于基于混合控制的级联逆变器的光伏并网发电系统的双级控制策略.通过电流瞬时值反馈滞环控制,将输入电压控制(功率控制环)和光伏系统入网电流控制(电能质量控制环)解耦,简化了控制器设计.首先对该双级控制策略进行了分析,然后对瞬时值反馈单元控制器参数进行了设计,最后进行了仿真和实验.仿真和实验结果验证了所提出的控制方法的有效性,表明该双级控制策略可在进行最大功率点跟踪的同时保证入网电流质量     

基于径向基神经网络的参数协同自适应VSG控制策略

采用虚拟同步发电机（VSG）控制策略的并网逆变器可为分布式能源提供必要的惯性阻尼特性，以支撑电网频率。VSG的动态响应特性与惯量和阻尼的设定密切相关。首先，建立VSG控制模型，分析惯量和阻尼对系统动态响应指标的影响，并给出了VSG参数的计算方法。其次，结合径向基神经网络提出了一种参数协同自适应VSG控制策略，自适应调节惯量和阻尼参数来应对系统功率变化、负荷扰动及频率偏移。最后，通过MATLAB/Simulink仿真，验证所提策略的有效性和优越性。     

基于相位补偿和交叉前馈补偿的VSG功率振荡抑制策略

针对虚拟同步发电机（VSG）潜在的同步频率处功率振荡问题,建立二阶VSG的小信号动态模型,分析VSG输出功率与虚拟电动势、功角的关系,指出较小的线路阻抗比R/X使控制系统在同步频率处存在谐振点,且引入的180°的滞后相位降低了系统稳定性,促进了功率振荡的产生.通过建立VSG控制环的频域模型,分析小线路阻抗比时功率控制参数对功率振荡的影响,给出功率耦合与稳定性的关系.根据功率振荡的产生机理及模型分析,引入相位补偿和交叉前馈补偿的2种补偿策略来抑制同步频率处的功率振荡.通过搭建的仿真模型,验证VSG存在的功率振荡现象以及2种补偿抑制策略的有效性.