基于多重逆变器复杂控制策略的微电网运行控制

针对传统的基于单个主控电源的主从控制和下垂控制存在的缺陷,本文借鉴传统电网的调频特性,提出了一种多重逆变器DroopV/fP/Q复杂控制策略用于微电网的运行控制,可充分利用负荷的频率特性,最大程度的避免微电网离并网转换时电源控制模式的切换,较好地实现离并网的平滑切换,有效地提高了微电网孤岛运行的可靠性。利用PSCAD/EMTDC软件搭建的微电网仿真模型验证了所提出的控制策略的正确性和可行性,为微电网的平滑切换和可靠运行提供了新的解决思路。     

基于H∞重复控制的微网逆变器控制策略

微电网中大多数负荷是非线性的,这将导致公共并网点处的电压发生畸变,从而降低供电质量。为改善电压质量,文章结合H∞重复控制器、虚拟阻抗技术和下垂控制提出一种微电网逆变器控制策略。采用H∞重复控制来增强系统抗谐波干扰的能力,降低负载电流所产生的谐波电压降,从而减小逆变器输出电压THD。通过反馈滤波电感电流,引入有源阻尼,建立了包括有源阻尼系数在内的状态空间模型来设计H∞重复控制器。通过合理设计有源阻尼系数,可以几乎没有性能损失地对控制器实行降阶。仿真验证了所提出控制策略的有效性。     

微电网运行模式平滑切换的控制策略

研究了一种典型微电网拓扑结构运行在孤岛、并网模式下的切换问题。分布式发电微电网系统是位于用户附近的小型模块化电力能源,它靠近用户现场并可以在配电电压等级上实现与大电网联网,具有节省输电投资、提高供电可靠性、减轻大电网供电压力、减轻环境污染的优点。本文针对交直流混合母线微电网系统切换问题展开研究,分析了典型交直流混合母线微电网的拓扑结构与逆变器控制策略,针对两种不同切换模式给出了与之对应的控制算法,有效地提高了微电网系统切换过程中的稳定性。     

基于逆变器控制的微电网谐波抑制技术研究

微电网包含各种分布式电源和大量的非线性负载,会造成严重的谐波污染。为此,提出了一种使分布式电源逆变器在微电网系统中具有谐波抑制功能的策略。该策略选用较为精确的基于同步坐标变换的谐波检测方法,在逆变器的控制系统电压环设计中加入一个虚拟阻抗回路,使逆变器在输送功率的同时能够抑制系统中的谐波。采用PSCAD/EMTDC软件搭建仿真平台对微电网正常运行和切/增负荷情况下系统中的谐波进行仿真研究。结果表明,提出的谐波抑制策略能够对微电网中的谐波进行有效抑制,提高了电能质量。     

单相并网逆变器新型奇次谐波重复控制策略

奇次谐波重复控制(ORC)能够有效抑制单相并网逆变器系统低频奇数次谐波。然而,由于ORC内模固有的延时环节,其谐波抑制特性和动态性能仍需进一步改善。为此,提出了一种具有前馈通道的新型ORC(NORC),其在奇次谐波频率处具有更高的增益和更宽的谐振带宽。首先,在分析传统ORC内模的基础上,提出了具有前馈通道的NORC的内模;其次,分析了NORC的控制系统结构和稳定性,以及谐波抑制特性;接着以单相LCL型并网逆变器为例,给出了NORC的参数设计流程;最后,通过实验对比验证了所提NORC策略能够在电网频率波动时更有效的抑制奇数次谐波,并具有更快的动态响应速度。     

微电网中并列运行逆变器控制策略研究

考虑到微网内分布式电源的多样化和分散性,提出一种PQ控制与基于下垂特性的电压电流控制相结合的控制策略。PQ控制可以实现间歇性微源的最大能源利用率,基于下垂特性的电压电流控制在微网运行模式或结构发生变化时,可以很好地实现负荷功率共享,以维持微网频率和电压的稳定。此控制策略既可以在并网模式下运行,也可以在孤岛模式下运行。 并在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了微电网仿真模型,验证了此控制策略的正确性和有效性。     

基于改进PI+重复控制的光伏逆变器谐波抑制方法

鉴于光伏逆变器与有源滤波器结构上的相似性,开发兼具谐波抑制功能的光伏逆变器有重要意义,对谐波分量的相位和幅值的准确跟踪与快速响应是光伏逆变器有效用于谐波抑制的保证。本文提出了一种基于改进PI+重复控制的光伏逆变器谐波抑制控制方法,该方法能够使光伏逆变器在利用PI控制器输出基波有功功率的同时,通过重复控制器输出较高精度的谐波电流补偿,同时考虑到重复控制器存在一周波延迟而动态响应差,加入谐波分量前馈控制以加快谐波抑制的动态响应速度。最后,仿真结果表明,与传统的谐波抑制方法相比较,所提控制策略在较少的计算量下实现多次谐波抑制,能够保证光伏逆变器的有功输出及谐波抑制的稳态精度与动态响应速度。     

分数延迟重复控制在并网逆变器中的应用

重复控制可完全跟踪周期参考信号或抑制周期扰动信号,实现极低的稳态误差。鉴于实际电网的频率波动,当系统采样频率与期望输出频率的比值为非整数时,传统重复控制无法精确跟踪输入信号,导致系统输出的静差变大,影响系统稳定性。提出分数延迟重复控制(FDRC),基于拉格朗日插值法给出FDRC的滤波器实现方法,仿真和实验结果表明FDRC具有更高的跟踪精度和更好的谐波抑制能力。     

用于并网逆变器谐波抑制的重复-比例复合控制器分析与设计

并网逆变器中比例多谐振控制器能够同时抑制多个频率的入网电流谐波。为了解决传统比例多谐振控制器设计复杂,并联谐振控制器个数有限的问题,该文提出一种基于重复控制和比例控制的新型重复-比例复合控制器,该复合控制器只需要设计少数几个控制器参数。首先,根据重复控制器频域展开式,推导出重复-比例复合控制器可以由重复控制器和比例控制器并联构成;其次,分析新型重复-比例复合控制器的稳定性及参数设计理论依据;最后,以L型单相并网逆变器为被控对象,给出复合控制器的参数设计流程。实验结果验证了该文提出的复合控制器能够同时抑制多个频率的电流谐波,并具有快速的动态性能。     

微电网中多功能并网逆变器的无线协调控制

多功能并网逆变器在实现可再生能源并网的基础上,还能利用其功率裕量补偿微电网内的谐波和无功电流。然而,单台并网逆变器所能投入的用于电能质量治理的功率容量是有限的。因此,如何有机地组织和协调微电网内的多台多功能并网逆变器,实现它们之间对网内谐波和无功电流的无互连线分摊,具有重要的研究价值。基于限幅控制,提出了一种能协调微电网内多台多功能并网逆变器分摊网内谐波和无功电流的无互联线控制策略。该方法通过对多功能并网逆变器所检测到的补偿电流dq轴分量进行限幅,实现谐波和无功电流在各台多功能并网逆变器之间按补偿容量分摊。最后,在一个微电网实验平台内,利用两台10kVA的多功能并网逆变器并联实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于微电网逆变器改进下垂特性协调控制的研究

由于采用传统下垂控制策略的微电网孤岛时受负载变化影响和并网时受大电网扰动影响会造成系统不稳定,文章提出了改进下垂控制策略,机理是在原下垂控制的基础上改变下垂特性的参考电压和频率和引入了前馈电流调节机制,加快了系统响应速度,增加了微电网系统稳定性。最后利用PSCAD/EMTDC仿真软件对微电网两种典型运行状态以及模式切换的暂态过程进行仿真分析,验证了控制策略的合理性与有效性。     

按容量比例分配功率的微电网逆变器并联技术

不同容量的逆变器并联需要按容量比例分配功率。实现逆变器无线并联的关键是下垂控制。这里设计等效输出阻抗为阻性,推导出了并联逆变器的有功和无功按容量比例分配的条件。此外采用自适应带通滤波器减小了部分低频谐波频率处的虚拟阻抗以保证带非线性负载时输出电压的总谐波畸变率(THD)较小。仿真与实验验证了理论分析的正确性与有效性。     

光伏发电自治微电网逆变器的谐波均流控制

首先定性分析了微电网逆变器的功率传输特性,证明了微电网逆变器均流控制最关键的是解决各DGs(distributed generations)线路阻抗不平衡时的均流问题,进而提出了一种简单可行的电流直接前馈式均流控制策略,不仅省却了传统下垂控制中所需要的功率计算与电压合成计算,而且可以在确保频率恒为50 Hz的前提下实现并联逆变器间的电流均衡;然后详细分析了虚拟阻抗对均流的作用,提出无滤波器的谐波均流控制,并将其与有滤波器的谐波均流算法进行了对比分析;最后,采用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的合理性与有效性。     

基于虚拟电容的微网逆变器无功均分控制策略

在采用下垂控制的多逆变器微网系统中,针对线路阻抗差异所导致逆变器无功功率不均分问题,提出了基于虚拟电容的无功均分控制策略。该控制策略通过算法模拟逆变器输出端的并联电容特性,并根据线路阻抗差异自适应补偿线路阻抗压降,减小基频环流,提高系统无功均分能力。所提控制策略无需改变下垂特性,且无需检测公共点电压和线路阻抗参数,简化并改进了微网逆变器的无功均分控制。仿真和实验验证了所提方案的有效性。     

微网运行控制的关键技术及其测试平台

微网的运行控制是维持微网安全稳定运行的关键技术,可分为局部的分布式电源控制和系统级的综合运行控制2部分.文中将微网内分布式电源分为主控型和功率源型2类,分析并阐述了2类分布式电源的控制方法,提出了适用于即插即用的分布式电源并网接口.在系统级的综合运行控制方面,选择集中式的运行控制体系,提出了联网运行控制和无缝切换控制策略;同时针对运行控制关键技术测试的需求,设计、开发了微网运行控制平台,并通过该平台对电源控制和无缝切换控制等技术进行了实验,表明该平台能够很好地完成微网运行控制相关技术的研究和测试工作.     

基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术

分析了典型微电网中逆变器并联系统的有功功率和无功功率环流模型,并针对传统下垂法控制的微电网并联逆变器的输出电压幅值和频率的不稳定问题,提出了一种改进的自调节下垂系数控制法,有效减小了微电网负荷突变等情况下母线电压幅值及频率的波动。同时,根据并联逆变器的输出无功功率调节自身输出阻抗,抑制微电网中逆变器之间的无功功率环流,减少由于无功功率环流引起的系统设备容量和线路损耗增加等问题,提高系统的稳定性和可靠性。仿真和实验均验证了该控制策略的可行性和有效性。     

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时,微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下,通过逆变器连接的电源则表现为电压源,其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而,当负载重载或轻载时,这种下垂特性会产生大的频率偏移;平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差,但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比,通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置,动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内,这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下,在负载降低时也能充分利用新能源发电,同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计,通过应用PSCAD/EMTDC仿真,验证了此种控制方法。     

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时,微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下,通过逆变器连接的电源则表现为电压源,其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而,当负载重载或轻载时,这种下垂特性会产生大的频率偏移;平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差,但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比,通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置,动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内,这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下,在负载降低时也能充分利用新能源发电,同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计,通过应用PSCAD/EMTDC仿真,验证了此种控制方法。     

微网系统运行模式平滑切换控制策略

针对对等结构的微网系统,提出了一种在联网运行模式和孤岛运行模式下平滑切换的控制策略。首先,微网中储能逆变器在两种运行模式下均采用下垂控制方法,孤岛发生时逆变器无需切换控制算法,减小了两种运行模式切换过程中的暂态响应。其次,提出基于分层控制和电压频率恢复控制的微网预同步控制方法,实现了微网系统由孤岛运行模式向联网运行模式的平滑切换。给出了微网逆变器、微网系统二次电压频率恢复控制和预同步控制算法的详细理论分析,最后通过实验验证了所提方法的可行性和有效性。