弱电网下基于权重因子的并网变流器前馈控制

电网电压前馈被广泛用来改善并网型变流器的启动性能,然而由于弱电网条件下电网阻抗的存在,电网电压前馈可能导致系统稳定性下降甚至失稳。首先对传统电网电压前馈下系统对电网阻抗的适应能力进行了分析。针对采用传统电网电压前馈时系统稳定性较低的问题,提出了基于权重因子的电网电压前馈控制策略。通过在前馈通道中引入权重因子对前馈电压进行幅值衰减,提高弱电网下并网变流器对电网阻抗的适应能力。最后,搭建了系统仿真模型,仿真结果证明了文中理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。     

弱电网下基于复数滤波器的并网电压前馈控制策略

随着分布式逆变并网电源的广泛部署,电网所需的传输线路不断增长,再加上配电变压器漏感等因素的影响,电网越来越表现出弱电网特性。在弱电网情况下,为减小电流稳态误差,并网电压比例前馈系统得到了广泛应用,然而由于其引入了与电网阻抗相关的正反馈回路,导致系统相角裕度大幅降低,严重影响并网逆变器的稳定性。以三相LCL并网逆变器为例,通过伯德图分析电网阻抗对并网逆变器稳定性的影响,提出在并网电压比例前馈环节串联复数滤波器的控制方案。分析表明该方案可以提高弱电网条件下并网逆变器的稳定性。最后搭建了三相5 kW并网逆变器仿真模型,验证了该方案的有效性。     

弱电网下LCL型并网逆变器的自适应改进前馈控制策略

传统比例前馈策略能较好地抑制来自电网背景谐波的扰动,但是在弱电网下由于电网阻抗的存在,其正反馈通道与并网电流内环会通过电网阻抗产生耦合现象,从而导致其鲁棒性大幅度下降。针对上述情况,提出了一种基于电网阻抗测量的自适应改进前馈控制策略。首先在公共耦合点电压的正反馈通道上增加多谐振环节,使得正反馈通道只在电网主要背景谐波频率处有反馈作用,从而在一定程度上提高逆变器的鲁棒性,并保留比例前馈策略的谐波抑制能力;然而,改进后的控制策略在鲁棒性提升方面存在一定的局限性,因此在控制策略中加入自适应环节来实时调整开环增益,从而进一步提高控制策略的鲁棒性;最后通过仿真模型对控制策略进行了验证。仿真结果表明,该策略可使LCL型并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性。     

提高弱电网下逆变器稳定性的前馈控制策略

实际电网阻抗的不确定性会严重影响并网逆变器的稳定运行,在并网逆变器控制中采用电网电压前馈策略会导致稳定性问题更加突出。首先建立了考虑电网阻抗时并网逆变器的数学模型,基于阻抗比稳定性判据,分析了电网电压前馈控制对并网逆变器在弱电网下稳定性的影响机理,指出弱电网下电网电压前馈造成系统稳定裕度下降的根本原因是前馈通道延时和脉冲宽度调制(PWM)控制延时的存在。提出了一种基于衰减因子的电网电压部分前馈控制策略。最终,仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究

针对弱电网下存在较大的电网等值阻抗导致电力系统中谐波以及电压波动影响整个电力系统电能质量的问题,提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器电能质量控制策略.该控制策略采用PI双闭环控制实现直流侧母线电压稳定,并增加电压幅值反馈控制以稳定PCC点电压.最后,基于Matlab/Simulink平台搭建弱电网下光伏并网发电...     

弱电网下三相LCL光伏并网逆变器控制策略研究

分析电网阻抗对光伏逆变器的影响,同时提出消除电网阻抗对并网光伏系统稳定性影响的方法:极点配置法。电流控制器采用准比例谐振方法以抑制电网电压对并网电流的影响。在MATLAB中搭建系统仿真,仿真结果表明所提出的极点配置方法能够有效抑制电网阻抗对光伏逆变器稳定性影响,并与准比例谐振控制器结合,提高了入网电流的波形质量。     

弱电网下LCL并网逆变器改进电流控制策略

为减弱电网谐波电压对LCL并网逆变器电流控制性能的影响,多采用电压前馈控制。当电网较弱时,电压前馈控制和电流控制之间的耦合将影响系统的幅值稳定裕度和相位稳定裕度。从理论上分析了电压前馈控制对电流环控制稳定性的影响,并分析了该影响与逆变器数量的关系。为改善弱电网下电流控制性能,在此提出一种改进的电流控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

弱电网下并网逆变器的改进电压全前馈策略

电网电压前馈策略能有效抑制公共耦合点(PCC)电压谐波引起的逆变器并网电流畸变问题,但在实际中多采用比例前馈或在全前馈中引入额外的有源阻尼,易造成前馈误差。在此以弱电网下的LCL型并网逆变器为研究对象,推导了考虑电容电流反馈有源阻尼的电网电压全前馈策略,从频率响应角度分析了采用部分前馈时的误差问题,并提出微分近似控制器以实现全前馈中的微分项。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

弱电网下LCL型并网逆变器的自适应控制策略

并网电压电流双环反馈策略能够较好抑制电网的背景谐波,但在弱电网环境下,电网电感会使LCL型并网逆变器系统的相位裕度下降,造成并网电流畸变,导致系统稳定性变差。针对该问题,提出了一种基于电网阻抗检测的自适应控制策略。该策略在双环反馈控制策略的基础上,利用小信号注入法检测电网电感,并根据电网电感的变化调整并网电流前馈函数的参数,从而实现对系统的自适应控制。理论分析结合仿真及实验结果均表明,所提策略能够有效抑制弱电网下LCL型并网逆变器的并网电流谐波,显著提升电流质量,增强并网系统的稳定性。     

弱电网下单周控制LCL并网逆变器控制策略研究

弱电网下变化的高电网阻抗对逆变器并网控制系统有不可忽视的影响,为了提高控制系统对电网阻抗变化的抗干扰能力,在采用以并网电流反馈作为外环、滤波电容电流反馈作为内环的双闭环控制和单周期双极性脉冲调制、控制技术的基础上,引入1个反馈环调节单周期控制技术中的载波幅值。在1个开关周期内,参考信号可认为不发生变化,调整载波幅值就能够调节逆变器的输出电压,改善并网电流的质量。通过Matlab/Simulink仿真平台,建立弱电网下LCL型滤波的逆变器并网模型,仿真分析证明了电网阻抗在一定范围内变化时,该控制策略可以有效改善并网电流质量,表明了该策略的可行性。     

弱电网下无功控制对并网变流器稳定性影响分析

可再生能源经变流器接入弱电网时,变流器向电网输出无功功率有利于提高并网点的电压质量,但是无功控制的动态特性对变流器系统的稳定性有重要的影响。为分析此影响,文中建立了采用定无功功率控制策略下变流器的阻抗模型,通过分析无功控制外环动态改变所引起的各元素阻抗特性变化,判断无功控制外环动态对系统稳定性的影响,并采用广义奈奎斯特判据验证上述分析结论。其次,采用特征根轨迹法,分析了无功控制外环比例参数及电网强度的变化对系统稳定性的影响,结果表明弱电网下无功控制外环可能引发中高频振荡问题。最后,基于RT-LAB进行在环仿真验证理论分析结果。     

三相并网变流器弱电网下频率耦合抑制 控制方法

该文针对弱电网情况下三相并网变流器的频率耦合现象的产生机理和抑制方法开展了研究。首先在静止坐标系下针对三相并网变流器进行复矢量形式的导纳建模,模型中考虑了控制器中电流环、锁相环和直流电压环的影响。然后在模型基础上重点研究了锁相环和直流电压环对频率耦合特性的影响,基于系统的等效传递函数框图,分析了在弱电网条件下频率耦合分量对系统稳定性的影响。为了抑制频率耦合特性,针对系统中由于锁相环影响q轴电压和直流电压环影响d轴电流引起的dq轴不对称的问题,提出了补偿锁相环和电压环不对称影响的频率耦合抑制控制方法,理论分析表明该改进控制方法可以有效抑制频率耦合现象,提高系统稳定性。最终通过实验验证了所提频率耦合抑制方法的有效性。     

弱电网下基于加权系数的电网电压前馈控制策略

在含有电网电压背景谐波以及电网阻抗变化情况下,并网逆变器的控制性能会受到影响。直接电网电压比例前馈因其实现方便且可有效抑制电网背景谐波而获得广泛关注,但其在高电网阻抗的弱电网情况下会降低电流控制的相位裕度,影响并网稳定性。基于加权系数的电网电压前馈控制策略存在基波增益下降的问题,但是能够大幅提高并网逆变器的稳定性。首先,对并网逆变器进行数学建模,并结合阻抗稳定性判据全面对比分析了弱电网下基于加权系数的电网电压前馈控制策略和传统直接电网电压前馈控制策略的动、稳态性能,得出了前者在弱电网下具有更好的电网适应性;其次,给出了调整系统闭环增益的方式来提高并网逆变器基波跟踪性能的理论分析;最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验,进一步验证了弱电网下基于加权系数的电网电压前馈控制策略的有效性。     

弱电网下无锁相环的并网逆变器无源控制策略

并网逆变器工作在弱电网(高阻抗电网)时性能会受到较大影响,这归因于在非常弱的电网下,锁相环与电流环控制之间的相互耦合作用会导致弱电网中的谐波问题,甚至使系统不稳定.在设计分析控制系统时,通常忽略锁相环而产生未建模分析的影响.针对此问题,提出了一种无锁相环的控制策略,该策略是通过直接功率控制理论推导出的矢量电流控制,结合...     

弱电网下负序控制对变流器并网系统稳定性影响分析

变流器并网运行时,因实现负序控制目标带来的变流器控制结构改变可能会存在恶化系统小干扰稳定性问题,该问题在弱电网背景下更加突出。首先介绍了不平衡电网下基于比例积分-准谐振(proportional-integrational quasi-resonant,PIR)控制的负序控制策略,然后建立平衡电网下考虑负序控制策略的变流器并网系统幅相阻抗模型和原-对偶复电路。其次,通过分析因负序控制带来的变流器侧幅相阻抗模型中导纳元素阻抗特性的变化,判断负序控制对系统稳定性的影响,进一步基于广义阻抗判据分析了负序控制如何影响系统稳定。研究结果表明弱电网下负序控制可能会使变流器并网系统存在次同步和100 Hz左右的振荡失稳风险。最后,通过仿真验证了理论分析结果的有效性。     

弱电网下风力发电机组并网变流器直流电压稳定性机理分析

为研究连接弱交流电网的风力发电机组并网变流器直流电压控制的稳定性,从直流电压控制二阶简化模型入手说明通过分析阻尼和恢复分量可以判断直流电压稳定性。通过并网变流器控制系统相量图直观地描述了直流电压控制的动态,从物理意义上说明强电网和弱电网下锁相控制对直流电压控制稳定性的影响,发现锁相控制对直流电压控制的滞后作用会引起负阻尼而减弱直流电压的稳定性。然后,分析了不同条件下,锁相控制对直流电压控制的阻尼分量和恢复分量的影响,发现锁相控制在其带宽接近直流电压控制带宽时对直流电压控制稳定性的影响最大。最后,在Matlab/Simulink中搭建时域模型进行仿真分析与验证。     

基于电网电压修正的并网变流器前馈控制策略

电网电压前馈被广泛用来改善并网变流器的启动性能和抑制电网电压谐波对并网电流的影响。然而,实际中很多非理想因素会削弱前馈的谐波电压抑制能力。首先建立了并网变流器的数学模型,并深入分析了数字控制和电压采样低通滤波器引入的延时对前馈谐波电压抑制能力的影响。进一步,为了提高前馈的谐波电压抑制能力,引入了基于电网电压修正的变流器前馈控制策略,并给出了最优修正步长的求解方法。最后,搭建了系统仿真模型,仿真结果证明了理论分析的正确性和前馈控制策略的有效性。     

弱电网下储能电池能量回馈系统自适应并网控制策略

随着充放储一体化电站的建设及推广应用,为提高电站运营经济性,可通过合理安排储能电池充放电时间实现对电网的削峰填谷作用.文中主要研究一体化电站中的储能电池能量回馈装置,重点关注其并网电流电能质量.弱电网下电网阻抗对系统有较大的影响,在分析弱电网特性的基础上,通过注入非特征频率谐波对电网阻抗进行检测,进一步引入一种自适应比例-积分-谐振控制策略,并给出控制器的设计方法及实现过程.最后,通过实验验证表明,该控制策略能有效降低能量回馈装置并网放电电流的总谐波畸变率,保证各次谐波含量满足相关标准要求.     

弱电网下考虑锁相环影响的并网逆变器自适应改进前馈策略

LCL型并网逆变器采用网压比例前馈策略可以有效地抑制电网背景谐波,但在弱电网下,随着电网阻抗的增大,系统逐渐失稳,同时再考虑锁相环影响,系统鲁棒性大幅降低。为此,本文首先建立包含锁相环以及网压比例前馈的LCL型并网逆变器阻抗模型,并采用阻抗分析法进行稳定性分析;提出了在锁相环以及网压前馈通道前串联陷波器对逆变器等效输出阻抗相位进行补偿的改进策略,在提升系统鲁棒性的同时保留网压比例前馈策略谐波抑制能力。然而,改进策略无法满足电网阻抗宽范围变化时系统稳定的要求,因此在改进策略的基础上加入了自适应环节,通过电网阻抗测量技术结合粒子群优化算法对陷波器参数进行自适应优化,从而提升系统在电网阻抗宽范围变化时的鲁棒性。最终通过仿真与实验验证了自适应改进策略的正确性和有效性。