基于主从控制的微电网电压质量改善策略

针对非线性不平衡混合负载易导致微电网母线电压畸变和不平衡的问题,目前大多采用增加额外的电能质量治理装置来提高母线电压质量。鉴于逆变器具有与电能质量治理装置相同的拓扑结构,本文将微电网母线电压质量治理问题转化为连接在微电网母线上的多逆变器输出侧电压质量治理问题,提出利用并联在微电网母线上的多逆变器系统对母线质量进行治理的策略,即将电能质量治理功能嵌入到从逆变器中,利用从逆变器实现逆变后的剩余可用容量抑制微电网母线电压谐波和不平衡。本文首先以单台逆变器为例,对非线性不平衡混合负载造成逆变器输出电压质量下降的原因进行分析,在此基础上,提出利用从逆变器剩余可用容量来补偿负载中的谐波、负序电流分量,而负载中的基波电流和零序电流分量则有主从逆变器共同分担。该控制策略有效的降低了逆变器输出侧电压的畸变率和不平衡度,避免了增加额外的电能质量治理装置,降低了系统成本。最后通过在PSCAD仿真环境下搭建仿真模型验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

一种牵引供电系统负载电压谐波抑制策略

将电力电子变压器(PET)应用于牵引供电系统,可有效解决电气化铁路存在的电能质量问题.因此针对牵引供电系统负载电压谐波问题,以输出侧并联的PET为研究对象,提出了一种抑制PET输出侧电压谐波的主从控制策略.首先阐述了PET的拓扑结构及工作原理,其次分析了造成PET输出侧电压畸变的原因.基于此,利用PET输出侧从逆变器可用容量来补偿负载电流中的谐波分量,而主逆变器仅提供负载电流中的基波分量,并维持PET输出端电压稳定.所提控制策略将电能质量治理功能嵌入到从逆变器控制策略中,有效降低了输出端电压的畸变率.最后,基于PSCAD仿真与实验验证,对所提控制算法的有效性进行了验证.     

电力电子变压器输出侧电压谐波抑制策略

电力电子变压器(PET)的供电电能质量与其控制策略的选择密切相关,以基于模块化输出的PET为研究对象,提出了一种抑制PET输出侧电压谐波的主从控制策略.首先阐述了 PET的拓扑结构及工作原理;其次分析了造成PET输出侧电压畸变的原因,基于此,利用PET输出侧从逆变器可用容量来补偿负载电流中的谐波分量,而主逆变器仅提供负...     

非线性不平衡负载下四桥臂逆变器的控制策略

电力电子变压器输出级逆变器与微电网中的离网逆变器输出特性直接受负载影响,交流负荷中含有大量的非线性与不平衡混合负载,会引起三相逆变器输出电压谐波畸变及不平衡,为了解决这个问题,提出了一种适用于三相四桥臂的电压不平衡和谐波抑制的混合控制策略。首先,基于四桥臂逆变器的数学模型,阐明了桥臂间的耦合关系;然后,详细分析了实现交流信号无差跟踪与抑制谐波对控制器工作性能的需求,并通过对伯德图的幅频特性分析,说明所提控制方法及参数选择的合理性。最后在αβ0坐标系下对非线性、不平衡混合负载接入下的逆变器进行仿真,验证了所提出控制策略及控制参数选择的正确性。     

交流型微网指定次电压谐波主动补偿策略

微电网中电力电子变换器,以及局部非线性负荷的普遍存在,使得谐波污染已经成为影响微电网电能质量的重要因素。根据分布式电源接口逆变器,提出了一种基于两相静止αβ坐标系的微电网孤岛运行下的电压谐波补偿控制策略,有效地降低了微电网电压谐波畸变率。考虑到分布式电源的有功输出,采用了指定次谐波补偿控制策略,节省分布式电源用于补偿的功率,实现了微电网电能质量柔性控制;最后,在MATLAB/SIMULINK中对所提控制策略进行了验证。     

一种适用于微电网状态无缝切换的混合控制策略

针对传统微电源逆变器控制算法需要在微电网并网和孤岛运行时切换的弊端,提出一种适用于微电网无缝切换的混合控制策略。该混合控制策略算法可以同时支持并网和孤岛运行状态,消除了在微电网状态切换时由于软件进行切换所带来的冲击。该算法在并网阶段微电源逆变器具有有源滤波器功能,消除非线性负载对电网带来的谐波电流;其电压环采用比例谐振控制器有效消除孤岛时微电源逆变器输出的电压静差。仿真结果验证了控制策略的正确性。     

带自适应估计器的微电网逆变器跟踪控制

针对电压型微电网逆变器接入本地非线性负载产生输出电压波形畸变问题,提出一种基于自适应估计器的微电网逆变器跟踪控制策略。在该控制策略中,构造一个自适应估计器,用它来估算出因各种扰动产生的微电网逆变器电压降,并进行前馈补偿,求出逆变器的电压控制矢量。为了实现对微电网电压的实时跟踪,引入虚拟阻抗概念,将谐波压降、滤波器电感和电阻参数变化以及各种外部扰动等产生的压降等效成虚拟阻抗上产生的压降。以此为基础,估算出相关的等效虚拟阻抗,并修改自适应估计器中的参数,提高逆变器输出电压波形质量。在各种负载条件下进行了仿真和实验,取得了良好的控制效果。     

不平衡负载下逆变器并联系统电能质量治理

针对多逆变器并联系统输出侧电压不平衡的问题,提出一种基于主从控制的多逆变器并联系统输出级电压不平衡度抑制策略,旨在提升电压质量.首先对逆变器输出电压进行分析,得出负载电流中的负序分量是导致逆变器输出电压三相不对称的原因,进而提出基波旋转坐标变换的方法将负载电流中的正负序分量分离出来,其中负载电流中的全部负序分量由从逆变器承担,而主逆变器仅提供负载电流中的基波分量,并维持逆变器输出端电压稳定.所提控制策略将电能质量治理功能嵌入到从逆变器控制策略中,有效降低了输出端电压的不平衡度,避免了增加额外的电能质量治理装置.最后,基于PSCAD仿真和实验对所提控制算法的有效性进行了验证.     

带阻抗观测器的单相逆变器抗扰控制

针对以单相逆变器为功率接口的太阳能发电系统中电能的快速随机波动和非线性负载接入时产生的谐波问题,提出一种基于阻抗观测器的抗扰控制策略。该策略主要把造成逆变器输出电压的波动和产生的谐波等随机量作为一种干扰,将谐波的影响、温度变化的影响、线路和滤波器的阻抗参数变化等引起的电压变化量等效为阻抗上的电压降。通过构造的阻抗观测器来估算出产生压降的等效电阻、等效电感和等效电容,然后应用抗扰控制器来消除干扰,自动补偿输出电压变化,使逆变器输出标准正弦波,提高电能质量。仿真和实验结果表明,不论是逆变器直流侧电压波动,还是非线性负载的接入,逆变器都能够输出标准电压正弦波。     

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。     

微电网电能质量问题与谐波抑制措施研究

近年来,微电网中的电能质量问题得到越来越多的关注,微电源中大量的逆变器和电网中越来越多的非线性负荷,使得谐波问题尤为突出。本文首先总结分析了微电网中主要的电能质量问题,然后针对微电网谐波抑制问题进行深入研究,以经济性和滤波装置的滤波效果综合函数作为寻优目标,利用改进的粒子群算法对微电网进行了滤波装置安装地点和参数的优化配置,提出了一种适用于微电网的有源与无源滤波装置优化配置方法,进行了仿真研究。算例分析表明,所提出方法既能满足电网对谐波电流和谐波电压畸变率的要求,也能满足滤波装置配置的经济性。     

基于单周控制的微电网谐波主动治理方法

微电网中由于存在电力电子设备和非线性负载,其电能质量问题不容忽视。由于分布式电源并网逆变器本质上为一个三相全桥电路,通过对其控制策略的改进,可以使得其在输出电能的同时,还能够实现对电能质量的主动治理。借鉴该思路提出了一种基于单周控制的谐波主动治理方法以抑制公共连接点处的电流谐波。针对多逆变器并联的情况,提出了一种输出电流分摊补偿的控制策略,简化和改进了传统单周控制的控制。在Matlab/Simulink中搭建相应的仿真模型,利用dSPACE搭建实验平台,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性与有效性。     

带多频段采样观测器的单相逆变器控制

在单相逆变器控制系统中,当逆变器带非线性负载时,输出电压波形会出现畸变,存在幅值和相角误差。为解决上述问题,提出一种基于电流观测器的单相逆变器控制策略。首先应用傅里叶变换提取逆变器输出的基波电压,然后通过幅相分解,将逆变器输出电压等效变换为电压幅值与相角,最后应用PI控制器控制逆变器输出电压波形为正弦波。控制系统实现时,采用前馈控制方法,来抑制谐波,提高逆变器输出波形质量。为解决因采样频率低而带来的逆变器输出电流估算精度下降的问题,在前馈控制时,采用多频段采样法来对电流谐波进行估算,从而提高了前馈控制的精度,进一步提高了逆变器输出波形质量。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性和实用性。     

基于离网型逆变器的输出阻抗重塑方法研究

当微电网运行在离网模式下,接入非线性负载时,负载电流中含有大量谐波,导致微电网中逆变器输出电压谐波含量增大,输出电压波形畸变且幅值降低.为此,基于离网型逆变器的阻抗模型,从逆变器输出阻抗的角度出发,分析输出电压畸变以及电压跌落的原因,通过模型降阶,得到静止坐标系下的比例降阶多谐振(proportion and redu...     

一种微电网并网接口混联主电路及控制方法

为提高微电网并网连接点的电能质量,提出了一种微电网并网接口混联主电路及控制方法。该主电路通过整流器稳定直流输出电压,通过并联逆变器和串联逆变器补偿并网点谐波电流和谐波电压。最后,采用Matlab/Simulink对所提出的主电路与控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:微电网并网接口混联主电路及其控制方法可以改善微电网并网连接点电流和电压的质量,实现了微电网与主电网之间的友好并网。     

抑制恒压恒频逆变器输出电压谐波的改进前馈策略

前馈控制能够预测输出随扰动变化的规律,使输出偏差产生之前即被纠正,将其应用于恒压恒频逆变器可以抑制负载电流对输出电压的影响。比例微分前馈能够完全补偿基于模拟电路控制的逆变器负载电流扰动,使之获得良好的输出电压波形,然而,在基于数字电路控制的恒压恒频逆变器中,比例微分前馈不能纠正负载电流谐波通过控制延时环节产生的输出电压谐波,甚至放大该谐波,恶化输出电能质量。以单相LC滤波的恒压恒频逆变器为研究对象,建立了数字电路控制的逆变器s域模型,揭示了逆变器带非线性负载输出电压总谐波畸变率升高的机理,从阻抗模型的角度分析了比例微分前馈控制造成谐波放大的原因,据此提出了基于多谐振控制器的前馈策略,并给出前馈环节参数设计方法。实验结果验证了所提改进前馈策略的可行性,以及在抑制输出电压谐波方面的优越性。     

独立型微电网中主电源逆变器的控制算法

独立型微电网中,作为主电源的逆变器要求其输出电压幅值和频率在不同负载下维持一定范围内的恒定。提出了一种用于独立型微电网的主电源逆变器的控制算法,该方法采用电压外环、电流内环双闭环控制算法。电压外环采用重复控制-比例谐振(PR)控制复合的控制算法,重复控制通过抑制开关死区和非线性负载等引起的电压谐波分量以提高对输出电压波形质量,利用比例谐振控制以保证对基频电压给定信号的无静差跟踪;电流内环采用电感电流反馈,用于增加系统的阻尼,提高系统的稳定性。将设计的控制算法应用于仿真和平台实验,结果表明,电压控制的最大静态偏差为0.6%,最大电压总谐波失真为4.3%,且在非线性负载和负载突变下有良好的动态响应。     

独立型微电网中主电源逆变器的控制算法北大核心CSCD

独立型微电网中,作为主电源的逆变器要求其输出电压幅值和频率在不同负载下维持一定范围内的恒定。提出了一种用于独立型微电网的主电源逆变器的控制算法,该方法采用电压外环、电流内环双闭环控制算法。电压外环采用重复控制-比例谐振(PR)控制复合的控制算法,重复控制通过抑制开关死区和非线性负载等引起的电压谐波分量以提高对输出电压波形质量,利用比例谐振控制以保证对基频电压给定信号的无静差跟踪;电流内环采用电感电流反馈,用于增加系统的阻尼,提高系统的稳定性。将设计的控制算法应用于仿真和平台实验,结果表明,电压控制的最大静态偏差为0.6%,最大电压总谐波失真为4.3%,且在非线性负载和负载突变下有良好的动态响应。     

基于多功能并网逆变器的微电网电能质量研究

针对微电网中含有非线性、不平衡以及无功负荷,从而导致微电网的电压、电流发生畸变,引起谐波污染等电能质量问题。提出了一种能够实现并网发电和电能质量治理双重功能的多功能并网逆变器。集成了向分布式电网注入有功功率和对并网点处的谐波、负载无功、三相不平衡进行补偿等多种功能。最后,利用PSCAD/EMTDC验证了设计的可行性。     

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,本文结合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。经仿真验证了所提出控制策略的有效性。