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。     

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。     

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.     

不对称电网馈线零序电流分布特征分析

小电流接地系统在正常运行时,由于线路参数不平衡的普遍存在,系统中性点将产生不平衡电压。不平衡电压在系统馈线中将产生不平衡电流,对该电流的分布特征进行研究,有助于系统故障分析。该文从理论上分析不平衡电流在系统馈线中的分布特征,从馈线的视角出发,通过戴维南定理对系统电路进行等效,得到各馈线不平衡电流表达式。以此为基础求得单相接地故障时馈线稳态零序全电流表达式,揭示其对单相接地故障下馈线零序电流幅值与相位的影响。提出通过对故障前后馈线零序电流作差消除不平衡电流的影响。最后,在matlab软件平台搭建仿真模型,验证该文的分析结果。     

电网不平衡和SVPWM环境下直流侧谐波抑制的研究

结合不平衡电网特征优化控制指令,选择设计了两种不同的控制系统,通过仿真实验证明:采用正序、负序两套同步旋转坐标系的独立控制方案较好抑制了SVPWM直流电压谐波,减少了能量损耗,实现无静差控制,能够比较好地减少电网不平衡带来的谐波"污染",提高了控制系统的跟踪性能和抗干扰性能.     

电网电压不平衡下逆变器功率波动平抑策略

电网电压的不平衡会使得光伏并网逆变器输出功率产生波动,为了消除这种不利影响,提出一种基于正序电压提取下的功率波动平抑策略。通过自适应陷波滤波器实现采样电压正序分量的提取,消除使得功率产生波动的分量,从而消除光伏并网逆变器输出功率的波动,实现对光伏并网逆变器的输出功率的有效控制。最后通过模型仿真和实验研究验证了该方法的可行性和有效性。     

民用电网谐波电流检测方法及仿真研究

针对民用电网中存在的电压不稳、三相不平衡和中线电流大等问题,在传统的ip-iq法基础上,采用对称分量法和零序电流分离法研究电流中的零序分量问题,并结合PI调节器建立数学模型对其谐波、基波负序和零序电流进行了实时检测。结果表明,该方法可准确地检测出电网电流中含有的谐波、基波负序和零序电流,且检测精度高、实时性好。     

一种新型模块化多电平DC-DC变换器北大核心

具有损耗小、传输容量大优点的高压直流电网被认为是建立大容量能量传输系统的关键,而为实现不同电压等级的直流电网互联,迫切需要一种适应于高压大功率场合的直流变压器（DC-DC变换器）.基于模块化多电平技术设计了基于半桥子模块拓扑的三相DC-DC变换器,采用等效电路的方法分析了其工作原理、电压变比和有功功率传输.变换器采用双环的直接电流控制,并针对变换器两侧设计了不同的控制策略,一次侧给定移相角并采用定交流电压控制,二次侧采用定直流电压和定无功功率控制.变换器利用最近电平逼近调制和基于排序算法的子模块均压策略.最后在PSCAD/EMTDC环境下仿真验证了变换器的直流变压能力以及控制策略的合理性.     

微电网电压不平衡的分层补偿控制策略

微电网是消纳分布式电源的有效手段之一,然而也带来了其自身的电压控制的难题,特别是公共连接点处的三相电压不平衡问题比较突出,为此提出一种微电网公共连接点电压双极补偿控制方法,上层控制发送与电压的正序和负序分量有关的控制信号,采用双电流环的控制器可得到电流给定值;下层控制通过双电流环控制器实施.针对PCC点三相电压不平衡的问题,应用dq旋转坐标分解原理,提出一种基于改进解耦的双同步坐标系锁相环(IDDSRF-PLL)的控制方法,能够实现正负序分量的独立控制,并通过控制给定模型的正负序电流和电压不平衡补偿控制器得到三相平衡电压,使得公共连接点母线电压的二倍频波动部分为零,从而实现了对三相电压不平衡的补偿控制.利用MATLAB/Simulink对微电网接入电网进行建模仿真,结果表明,分层控制方法能够较好的实现对微电网的电压控制.     

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.     

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。     

全桥型MMC用于直流融冰时的控制策略研究

冰灾的频繁发生使得直流融冰装置已经成为易覆冰地区电网中的常规设备。现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功、产生特征次谐波,对接入交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器具有直流电压、电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。将研究基于全桥型模块化多电平换流器(全桥型MMC)的直流融冰装置建模方法。对直流融冰装置主回路拓扑、参数,调制均压、控制策略进行全面研究;充分利用全桥型子模块(FBSM)可输出正、零、负模块电压的特点,研究如何实现输出电流、电压宽范围连续可调,以满足不同类型、长度线路的融冰需求;最后利用PSCAD搭建了全桥型MMC和LCC型直流融冰装置模型,并对二者进行对比分析,验证了全桥型MMC直流融冰装置的优势。仿真结果验证了模型控制和方法的有效性。     

光伏发电系统不对称故障功率控制

研究电网不对称故障下光伏逆变器的瞬时输出功率特性,结合指令电流的总谐波畸变率的解析推导,提出光伏发电的功率控制算法。考虑光伏逆变器输出电流谐波畸变率限值约束,以有功和无功功率波动的综合幅值最小为目标,建立光伏发电功率控制参数的优化模型。基于无差拍电流跟踪建立光伏发电系统整体模型,利用PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该控制策略的可行性。     

汽车超车并行工况下侧向避撞控制策略研究

汽车在高速行驶过程中进行超车时,在两车并行工况下容易出现侧向碰撞．提出了利用主动转向技术,根据超车时两车侧向距离的变化控制并行车辆,使两车侧向距离满足安全要求,避免由于两车侧向间距的变化而引起的交通事故,减小汽车超车时发生侧向碰撞的可能．确立了相应的控制目标和控制策略,建立了基于车间距及其变化率的模糊控制模型,设计了模糊控制器并进行了复杂工况下的仿真试验．结果表明：利用主动转向模糊控制技术,能减少汽车在高速超车时两车发生侧向碰撞的危险,使汽车在高速行驶过程中具有更好的安全性．     

自主导航条件下网格细胞放电模型

网格细胞是动物大脑导航环路中一种重要的神经元细胞,它既可以自主完成路径整合功能,又可以与其他大脑区域共同完成复杂环境的空间导航。该文利用反应-扩散机制,对自主导航时网格细胞放电野的形成进行吸引子网络建模,分别得到网格细胞群间的突触联接关系、网格细胞放电率的非线性限制以及兴奋性网格细胞对自运动信息的响应方式。仿真结果表明,该模型可以有效模拟网格细胞群等边六边形放电率分布的形成过程,以及网格细胞根据自运动信息产生等边六边形放电野的过程,为类脑导航系统的构建提供了借鉴。