电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性

分析了电网电压不平衡理论,建立了电网电压不平衡时双馈感应发电机在正、负序参考坐标系下的数学模型,在此基础上,推导出了电网电压不平衡时双馈电机输出功率、电磁转矩以及网侧变频器电压和电流方程,研究了电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性.研究表明,当电网电压存在负序分量时会导致双馈电机的电磁转矩存在2倍频波动,定子输出有功功率中有偶数次频率的波动,交直交变频器的网侧变频器的交流侧产生奇数次谐波,而直流侧电容电压产生偶数次纹波分量.仿真结果证明了理论分析的正确性.     

电压不平衡度在电网中的分布规律

牵引负荷是电力网电压不平衡的主要原因,为治理电气化铁路负序问题,首先给出牵引负荷产生的负序电流的通用计算方法,并结合牵引变电所实测负荷数据,以某电力系统为例,通过编程、仿真分析了牵引负荷引起的电压不平衡度在电网中的分布规律。结果表明：1）从单个牵引变电所来看,阻抗匹配平衡变压器具有非常好的降低负序的效果;2）牵引负荷对高电压等级节点的电压不平衡度的影响很小;3）电压不平衡度随节点距牵引变电所的距离的增大而减小。     

电网电压不平衡下的D-PMSWG系统MPC-VSG时域优化控制

当电网电压不平衡时,传统的VSG恒定有功以及恒定无功控制策略,在电网电压跌落和恢复期间频率响应和暂态稳定性欠佳。为解决这一问题,提出了一种电网电压不平衡下的直驱永磁同步风力发电（D-PMSWG）系统MPC-VSG时域优化控制策略。该策略将不平衡电网电压下的虚拟同步机控制（VSG）与模型预测控制（MPC）相结合,并对VSG转子运动方程的转子角频率与转矩建立了MPC预测模型,通过优化预测时域,调整了频率环节、阻尼环节和反馈控制惯量环节系数,得到了最优预测时域输出向量以及下一时刻的控制输入向量。与传统方法相比,所提出的方法在电压跌落、电压恢复瞬间的频率响应,以及功率的暂态特性,都得到了良好的改善。最后,在Matlab/Simulink中验证了不同控制目标下该控制策略的正确性和有效性。     

电网电压不平衡下基于模块化多电平的高压直流输电控制策略

研究了基于多电平变流器(MMC)的两端柔性高压直流(HVDC)输电系统。首先建立了MMC数学模型,分析了MMC内部环流产生的原因以及环流危害,接着研究了HVDC输电系统的工作原理和控制策略。系统的控制逻辑可分为3级,其中最低层控制策略为换流站内的阀级控制,包含MMC的调制方法和环流抑制策略。重点研究了换流站级的双环PI控制和阀级的环流抑制。通过搭建输电系统模型实现了正常工况下理论分析和软件仿真论证,同时设计了非正常工况下经过正负序分离后的双环PI控制方法,实现了电网电压不平衡时系统的稳定控制。     

提高并网逆变器在弱电网下鲁棒稳定性的改进电压前馈方法

由于弱电网中电网阻抗的存在,采用电压前馈控制会对逆变器系统的稳定性产生不利影响.为保留电压前馈控制的优点,首先根据阻抗稳定性分析的方法,分析弱电网中电网阻抗变化时采用电压前馈控制出现的问题,并指出失稳原因和不稳定区域.其次,提出相位超前补偿的方法,增大逆变器输出阻抗的相角,减小由电压前馈控制引起的不稳定区域,保证当电网阻抗变化时,该系统仍具有较强的鲁棒性.最后在Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证该方法的有效性和可行性.     

提高并网逆变器在弱电网下鲁棒稳定性的改进电压前馈方法

由于弱电网中电网阻抗的存在,采用电压前馈控制会对逆变器系统的稳定性产生不利影响.为保留电压前馈控制的优点,首先根据阻抗稳定性分析的方法,分析弱电网中电网阻抗变化时采用电压前馈控制出现的问题,并指出失稳原因和不稳定区域.其次,提出相位超前补偿的方法,增大逆变器输出阻抗的相角,减小由电压前馈控制引起的不稳定区域,保证当电网阻抗变化时,该系统仍具有较强的鲁棒性.最后在Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证该方法的有效性和可行性.     

电网电压不平衡情况下双馈风力发电变流器控制

针对电网电压三相不平衡情况下双馈风力发电系统输出功率二倍频谐波分量带来的安全稳定问题,提出了一种以消除二倍频谐波分量为控制目标的正负序双闭环电流控制策略.建立了双馈风力发电系统网侧变流器不平衡条件下的数学模型,进而分析了二倍频谐波分量产生的机理,采用四分之一周期延时方法对正负序分量进行分离,且正负序电流单独参与运算控制来抵消功率二倍频分量.在Matlab/Simulink软件上建立了仿真系统,仿真结果表明了理论分析的正确性和提出控制策略的有效性.     

不平衡电网电压下并网型双馈感应发电机励磁控制策略

通过坐标变换推导出双馈感应发电机在正、负序坐标系下的电压方程和磁链方程,建立了正、负序坐标系下基于定子正、负序磁链定向的并网型双馈感应发电机数学模型.分别给出负序控制系统4类不同控制目标时转子负序电流指令值,得到适应于电网电压不平衡的双馈感应发电机在正、负序坐标下的励磁矢量控制策略.     

电网电压不平衡条件下MMC控制策略的仿真比较研究

当电网电压不平衡时,交流侧的电流会出现不对称,有功功率和无功功率在模块化多电平变流器(MMC)外部出现二次波动,严重影响系统的稳定性和电源质量。因此,在电网电压不平衡条件下控制MMC是非常必要的。针对电网电压不平衡状态下的MMC交流侧三相电流不对称、有功功率二次脉动、无功功率二次脉动问题,对这3种控制目标下的参考电流分别进行了求解,并制定了传统PI控制、滑模控制、无源控制等控制策略。最后,在MATLAB/Simulink平台上仿真并比较3种控制策略的优缺点。     

电网不平衡下基于SOGI的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的设计和分析通常是在电网平衡下进行,但在实际运行中交流电网是不平衡。电网不平衡将导致MMC桥臂环流的直流分量不再相等,含有2倍频的正序、负序和零序分量,使系统损耗增加,影响系统性能。首先,本文根据MMC的数学模型和相单元的瞬时功率分析环流的产生机理,得到电网不平衡时环流各分量的等效电路。然后,提出一种电网不平衡下基于二阶广义积分器（second order generalized integrator,SOGI）的环流抑制策略,该策略将三相环流中2次谐波分量与不相等的直流分量分离后单独抑制,采用比例积分（proportional integral,PI）控制经SOGI提取桥臂环流的正序、负序2倍频分量,采用准比例谐振（proportional resonant,PR）控制环流的零序2倍频分量。最后,在PSCAD/EMTDC平台中搭建217电平的MMC系统模型,将本文所提环流抑制策略与传统环流抑制策略、采用准比例谐振器控制环流抑制策略和采用比例积分谐振（proportional integral resonant,PIR）控制环流抑制策略进行仿真实验对比。实验结果表明：在单相非金属接地故障时,与其他3种环流抑制策略作对比,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.000 6 kA,将谐波畸变率降低到0.03%,表明所提策略的优越性;同时在两相非金属接地故障时,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.003 9 kA,谐波畸变率降低到0.22%。仿真实验结果验证了本文方法的有效性。     

交流不对称工况下MMC环流抑制与电容电压均衡协调控制策略

交流电网不对称工况下,模块化多电平换流器传统环流抑制及电容电压均衡控制策略虽将2倍频环流有效抑制、桥臂内部子模块能量得到平衡,但由于三相桥臂电压仍不对称,换流器损耗问题未明显改善.针对该问题,文中提出了一种环流抑制与电容电压均衡协调控制策略,考虑相间及同相上、下桥臂间能量转移问题,在传统2倍频环流抑制基础上增加直流环流...     

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。     

Z源直流母线电压波动的抑制

新型的Z源拓扑结构因其独特优点引起国内外的关注,但是在轻载条件下存在直流母线上电压波动较大的缺点.针对Z源逆变拓扑结构的特点,详细地分析了引起直流母线电压波动的原因,根据逆变前后的功率不变原理,通过引入2个功率平波电路使产生的功率的幅值和频率波动功率相等,方向相反,从而达到减小了直流母线电压的波动和改善直流母线电压质量...     

A Novel Control Strategy of PWM Rectifier with LCL Filter Under Unbalanced Grid Condition

The paper presents a successful design and good result of grid voltage feed-forward control strategy with no damping regulator of LCL filter applied in Three-phase Pulse Width Modulation（PWM） rectifier under unbalance grid condition for renewable energy processing. It is demonstrated that the closed-loop current control is decoupled with the grid voltage feed-forward control, and good waveform of grid current with low order harmonics is obtained under unbalance grid condition. This novel strategy is simple and reliable, applied with PI regulator but no resonant controller in α,β two-phase stationary frame. Moreover, the results of experiment and simulation are also illustrated to validate the novel strategy well applied in the closed-loop current control system under unbalanced grid condition.     

地区电网无功电压分布式控制策略

随着电力系统调度模式划分为调度中心与集控站两个层次后,原有的区域电网无功电压自动控制系统已不适应新的调度模式要求．针对新模式,提出了一种能够解决新模式下的电网无功电压分布式控制模式和控制策略．该控制策略采用分布式技术及混合优化技术,将传统的集中控制系统扩展为分布式二级控制．由凋度中心对全网的无功电压进行计算,提出对应的控制策略,由各个集控站根据调度中心发出的指令,执行相关的动作,实现全网无功电压的优化运行．     

双Buck逆变器电容均压控制策略研究

双Buck逆变电路效率高、无直通、控制简单,适用于电子镇流器主电路的设计.针对半桥双Buck逆变器中直流分压电容存在电压偏差问题,分析了直流分压电容中点电位偏移的原因,提出采用电容电压偏差前馈控制策略,并通过仿真验证了该控制策略的正确性.运用该控制策略到电子镇流器系统中,可有效地消除直流分压电容电压偏差.