基于VSG的低电压穿越控制策略研究

当电网发生故障时,VSG难以支撑微网系统的电压和频率稳定运行。为了使逆变器能稳定运行不脱网,同时具备抑制故障冲击电流的能力,提出具有有功和无功补偿的VSG低电压穿越控制策略。首先,在常规VSG的基础上对VSG发生短路故障时的暂态特性进行分析。其次,针对故障状态下VSG存在的问题,对有功功率进行有功补偿、无功功率进行无功补偿,无功补偿带来的VSG内电势升高,重新整定计算给定电压,并对短路故障参考电流进行越限整定。最后,建立有功和无功补偿VSG低电压穿越控制策略仿真模型进行仿真测试,测试结果表明：改进VSG控制策略相比于常规VSG/有功补偿VSG控制策略,在电压暂降故障期间不仅能实现有功补偿灵活调节VSG输出功角基本与电网功角保持一致,且能实现无功补偿有效支撑VSG输出电压,抑制电压跌落,同时能更好地抑制故障冲击电流,提高系统的暂态稳定性。     

计及本地负荷的分布式光伏并网电压协同控制策略

光伏逆变器的剩余容量利用在解决分布式光伏发电系统并网点电压越限问题时取得了较好的效果,但目前为了提升逆变器的无功容量,相关研究主要集中在限制逆变器有功输出,未考虑对分布式光伏发电系统渗透率的影响。阐明分布式光伏发电系统并网点电压越限机理,提出一种计及本地负荷的分布式光伏并网点电压协同控制策略。通过背靠背变流器控制光伏发电本地负荷无功,通过控制并网逆变器工作状态改变光伏发电输出功率。设置制动控制环节,出现越限现象时优先采取本地负荷无功控制调节并网点电压,避免对配电网消纳光伏发电能力的影响。最后基于Matlab/Simulink仿真平台进行试验验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

单相光伏逆变器电压穿越控制策略

提出一种适用于单相光伏并网逆变器的在电网电压故障时刻有功和无功功率实时调整的控制策略,实现逆变器的高电压及低电压穿越。为了快速准确地检测跟踪电网电压,消除A/D采样和输出滤波网络延迟的影响,提出一种瞬时值预测算法,实现对电网电压的快速跟踪。实验验证了该策略的可行性和有效性。     

一种具有频率支撑功能的MPPT控制策略

随着光伏发电的渗透率增大,光伏并网逆变器输出的有功功率会影响到电网频率的稳定。该文根据同步发电机输出的有功功率与频率之间的下垂特性关系,在已有的扰动观察法的基础上,提出一种具有倒下垂特性的MPPT控制策略。该MPPT策略可在电网频率增大时增加光伏并网逆变器输出的有功功率以降低电网频率,在电网频率减小时减小光伏并网逆变器输出的有功功率以增大电网频率,起到对电网频率的支撑作用。最后,通过RTLAB仿真对所提出的MPPT策略进行了验证。     

一种快速跟踪功率参考值的光伏并网低电压穿越控制策略

为了解决传统光伏并网低电压穿越控制策略动态响应慢导致直流母线电压失稳的问题,提出了一种基于图形法和模型预测控制的快速跟踪功率参考值的低电压穿越策略。该策略首先根据网侧电压跌落程度,算出交直流侧的参考功率,然后直接控制光伏阵列和逆变器输出相应参考功率,达到交直流侧的快速平衡。仿真结果表明,当功率参考值发生改变时,传统控制策略直流侧响应时间为200 ms,交流侧有功响应时间为16.5 ms,无功响应时间为17 ms,而本文所提策略响应时间为5.000、0.140、0.135 ms,验证了所提控制策略的快速性。     

一种功率动态调整的光伏逆变器调压方法

越来越多的光伏电源接入配电网,导致在光伏有功出力较大时并网点电压升高甚至越限,严重影响了配电网的安全。针对由于光伏并网造成的电压越限问题,文中分析了电压越限机理,研究传统无功调压策略;在此基础上,融合有功限值确定方法,提出了基于功率动态调整的光伏逆变器调压方法,不同工况下光伏逆变器采用相应控制策略,实现逆变器有功输出最大、无功输出最佳。通过仿真验证了调压方法的有效性。     

光伏电站低电压穿越及直流侧保护控制策略

低电压穿越(LVRT)能力是考验大型光伏电站能否稳定并网的一项重要指标,根据国家电网制定的标准和并网要求,提出了一种提高单级光伏电站LVRT能力的综合控制策略.该控制方法能够限制光伏发电交流侧的过电流以及直流侧的过电压,从而避免其可能导致的逆变器脱网或损坏等问题.该控制策略还可以在检测到电压降落时,注入一定的无功功率对电压进行支撑.仿真结果表明,所提出的控制策略不仅提高了光伏系统的穿越故障能力,保证了光伏电站的安全性,而且可在不同故障类型下通过有功、无功功率控制对电网提供支撑.     

大型光伏电站变结构低电压穿越控制策略研究

通过分析大型光伏电站在电网故障下的特征,研究了大型光伏电站低电压穿越的变结构控制策略。在电网发生故障时,通过变结构控制策略,限制逆变器交流侧电流幅值,同时切换网侧电压外环控制,通过比例调节器,将电压跌落深度转换为无功电流缺额,向电网发送无功功率,提高电网电压的恢复能力,并将此控制策略应用于多台并网逆变器联合运行。仿真结果表明,所提出的变结构控制策略能够有效限制交流侧电流幅值,使逆变器不脱网运行,提高了故障点电压的恢复能力,实现光伏电站低电压穿越的要求     

基于MPPT的两级单相光伏并网发电系统控制策略研究

文章对两级单相光伏并网发电系统进行研究,系统前级使用新型变步长电导增量法,来实现最大功率点跟踪;后级逆变器采用P-Q控制方式,实现快速电网电压跟踪;使用电压外环,电流内环的双环控制,使逆变器输出稳定的无功和有功功率。在Simulink中搭建仿真模型,结果验证系统不仅能够有效提高跟踪速度和精度,而且可以较好的抑制系统在最大功率处的波动,满足光伏发电对并网逆变器的要求。     

基于无功电流注入的光伏逆变器低电压穿越策略

大量的光伏电站接入电网,为了提高电力系统的稳定性,需考虑光伏发电的低电压穿越能力。文章基于无功电流电压支撑方案,提出使用电流单环控制的低电压穿越策略,当电网电压因故障而降低时,逆变器由电压电流双环控制切换到电流单环控制,升压电路由最大功率控制(MPPT)切换到稳压控制。经仿真表明,所提出的电流单环控制策略能在电网发生故障时,有效的完成电压的稳定过渡,实现低电压穿越,具有实用价值。     

分散光伏并网系统参与电压无功调节的控制策略研究

针对光伏和负荷功率波动导致的并网点电压越限和功率因数低下问题,在深入分析光伏系统并网点电压特性的基础上,提出一种电压-功率因数控制策略。控制策略按具体控制需求把光伏逆变器的运行设定为电压调节和功率因数调节两种工作模式,并按照系统所处的7种不同状态使逆变器在两种工作模式下切换运行。在此控制策略下,光伏系统实时响应并网点电压和功率因数的变化,动态分配光伏逆变器的有功、无功输出,保证光伏并网点电压在要求范围内,并最大程度地改善线路功率因数水平。算例结果验证了控制策略的有效性。     

光伏发电系统低功率运行并网电流谐波抑制研究

以低功率运行的光伏发电系统为研究对象,通过理论分析和实验研究的方法,对光伏发电系统低功率运行时并网逆变器输出电流畸变恶化的问题进行探讨,并设计一种减小并网电流谐波的解决方案,最后进行实验验证。结果表明:提出的解决方案可有效减小并网逆变器低功率运行时输出的低次电流谐波,实现光伏发电系统低功率运行时并网电流总谐波畸变率满足IEEE Std.1547-2003标准。     

集散式光伏逆变系统低电压穿越控制策略

针对集散式光伏逆变系统低电压穿越时稳定性差的问题,提出了一种低电压穿越控制策略。该策略以智能控制器和逆变器相互耦合的直流母线电压为参考量,对智能控制器和逆变器进行协调控制,实现低电压穿越时的功率平衡。并通过负序电流指令补偿,抑制电网电压不平衡时直流母线电压2次纹波。1 MW集散式光伏逆变系统LVRT试验结果表明,该方法具有良好的动态响应和稳态性能,低电压穿越时,直流母线电压控制稳定;低电压穿越恢复时,有功功率恢复平稳快速。研究成果有重要的工程应用价值。     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

同时实现并网发电和电网无功功率补偿的一体化方法

一种同时实现并网发电和电网无功功率补偿的一体化方法。属于太阳能发电与电力电子技术领域。本发明方法基于瞬时无功功率理论，采用park变换将三相逆变器输出电流变换到旋转dq坐标上，实现对有功电流和无功电流的分离，通过分别控制有功电流和无功电流的大小和方向即实现将光伏电池的直流电变换成交流电，同时对本地电网进行无功功率补偿，当光伏电池有足够能量输出时，光伏并网发电和无功补偿同时实现，当光伏电池停止输出时，逆变器单独对电网进行无功补偿。本发明能够将光伏阵列输出的直流电通过逆变器变送到三相380V交流电网上，同时还能够对本地电网上其他的无功负载实现一定量的无功补偿，改善电网电能质量。     

具有无功功率补偿和谐波抑制的光伏并网功率调节器控制研究

提出一种将有源滤波和无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型光伏并网功率调节系统。利用瞬态无功功率理论中的瞬时无功和谐波电流检测原理,采用电流矢量控制技术,以DSP数字信号处理器为基础,在30KVA光伏并网功率调节器样机中成功地实现了有源滤波、无功功率补偿和光伏并网发电三者的统一控制,使光伏并网功率调节器在向电网提供有功能量的同时也提供无功负载所需的无功能量,从而节省了设备投资,同时也改善了电网的供电质量。     

一种具有无功补偿能力、无电解电容的单级光伏逆变器

针对光伏发电系统中光伏逆变器复杂的电路拓扑和器件寿命不匹配等问题,文章提出一种具有无功补偿能力、无电解电容的单级光伏逆变器,该逆变器具有向网侧馈入无功功率的能力。其拓扑结构采用三态开关(Three-state Switching, TSS)控制策略,在无需额外功率器件的前提下完成了无电解电容运行。使用薄膜电容承受较大的二倍功率脉动,并通过合理的能量路径优化完成恒功率输出。最后,通过搭建80 W的实验样机,验证了所提逆变器的可行性和正确性。     

电网故障下直驱永磁风力发电机的无功功率控制策略

直驱永磁同步风力发电系统(Directly driven wind turbinewith Permanent Magnet Synchronous Generators,D-PMSG)因具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点已经逐渐成为风力发电的主流机型。随着风电场规模的逐渐增大,风力机的低电压穿越能力(Low Voltage Ride Through,LVRT)已经成为大型风电场并网的必备条件。文中针对电网故障下直驱永磁风力发电机的无功功率出力问题,采用在电网故障阶段并联备用变频器以及无功优先的控制方法,在电压跌落期间充分利用变频器的无功产生能力,使风力发电系统在故障期间迅速增加无功功率的输出,提升机端电压,帮助电网电压恢复,从而增强了直驱永磁同步风力机的低电压穿越能力。     

中压电网中光伏逆变器故障穿越控制策略

针对分布式发电系统的中压电网技术导则(MVD),以三相三电平光伏并网逆变器为研究对象,在电网发生对称故障时,功率不平衡会导致逆变器直流母线电压不稳定和逆变器输出电流过冲,此时采用直接功率控制方法,使光伏逆变器按照入网导则的要求进行故障穿越;当电网发生三相不对称故障时,采用改进的正、负序电流双环控制器,抑制负序电流,使逆变器能稳定工作且向电网供应THD值较小的电流,在保证电能质量的前提下实现故障穿越。     

适应电网侧AGC不同控制模式的光伏发电参与电网频率调节

大规模光伏发电并网致使电力系统面临惯量减小与调频能力不足。文章在备用一定有功功率的基础上,提出有功功率-频率下垂控制策略,通过修正逆变器的原有控制结构,实现光伏发电主动参与电网频率一次调节。考虑一次频率调节偏移与越界等问题,提出自适应电网侧AGC不同控制模式(定频率控制模式、定联络线功率控制模式以及联络线功率频率偏差控制模式)的二次频率调节控制策略,进而实现频率的无差调节。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了控制策略的有效性与可行性。