基于虚拟直流发电机的光伏系统控制策略

为了消除了光照强度、负荷等突然变化对光伏系统的影响,并提高光伏系统运行的稳定性与抗扰性,本文在分析虚拟直流发电机(VDG)原理与优势的基础上,采用了将虚拟直流发电机应用到光伏系统控制策略中,由此构成光伏系统的MPPT+VDG双级控制策略,并把该控制策略应用于直流微网中的方法。Matlab/Simulink仿真结果表明,当负荷、光照强度分别发生突变时,采用MPPT+VDG双级控制的光伏系统的母线电压的波动幅值为55 V、71 V,明显小于MPPT控制的光伏系统的母线电压的波动幅值97 V、101 V,与此同时含有双级控制光伏系统的直流微网在负荷、光照强度分别发生突变时的母线电压波动大小为26.7 V、17.7 V,小于普通控制的直流微网的母线电压波动28.5 V、20 V,而且蓄电池切换次数为2次、0次也明显小于普通控制时蓄电池切换次数4次、2次。由仿真结果可知本文所提的控制策略能够提高光伏系统运行的稳定性与抗扰性。     

单相单级光伏LCL并网逆变系统控制策略

在传统的光伏LCL并网逆变系统中,直流侧电压只有大于其最小需求电压时,逆变器才能有效控制并网电流,而最小需求电压随电网电压的增加而增加。为此需在单级逆变系统中串联多块光伏电池以提高其直流侧电压,但这提高了光伏并网发电系统的应用门槛。对此提出一种新型的LCL并网逆变系统及其控制方法,该逆变系统对并网电流有较强的控制能力,对逆变器直流侧电压没有要求,且电网电压对其控制能力也没有影响。与传统LCL电路相比,新型LCL电路同样具有较好的滤波效果。在控制系统中利用基波分量提取环节增加系统阻尼,提高系统稳定性;根据光伏电池的直流电压、电流和2次脉动电压、电流判断光伏的最大功率点;通过控制并网电流使光伏电池工作在最大功率状态。仿真结果验证了所提系统结构及其控制方法的正确性。     

基于DSP的单级式光伏并网逆变器研究

提出一种适用于单级式光伏并网逆变系统的设计方案.通过理论推导、仿真拟合和实验测试,分析了单级能量变换理论,采用含有功率前馈与电压前馈环节的并网电流控制策略,完成了对光伏电池的增量电导法MPPT控制.孤岛效应检测采用了基于电网非特征次谐波阻抗的主被动相结合的检测方法.并在此基础上以TMS320F2808和IPM为硬件核心...     

基于MMC的光伏并网发电系统控制策略研究

传统的二、三电平变换器无法满足高电压、大容量光伏发电系统的要求,因此提出一种基于模块化多电平拓扑(MMC)的光伏发电系统。在此系统中,光伏阵列通过Boost电路后集成于MMC的各个子模块中,这样将有效地降低了开关管的电流应力和电压应力,并且增加了系统的电压和容量。针对系统的控制策略进行研究,通过改变子模块Boost电路中开关管的占空比来稳定子模块电容电压,并网系统的MPPT控制和并网控制则通过逆变电路来实现。此外,提出了该系统的保护控制策略。最后,搭建基于MMC光伏并网发电系统的仿真模型和实验样机,仿真和实验结果有效地证明了控制策略的正确性。     

基于级联逆变器的光伏并网发电系统控制策略

提出了基于混合控制的级联逆变器光伏并网发电系统的双级控制策略。通过控制电流瞬时值反馈滞环控制单元输入电压值为恒定,将输入电压控制和光伏系统并网电流控制解耦,简化了控制器设计。该双级控制策略可在进行最大功率点跟踪(MPPT)的同时保证并网电流质量。对该控制策略进行了分析,对瞬时值反馈单元双环控制器参数进行了设计。最后进行了实验,结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

交流光伏水泵系统控制策略

光伏水泵系统具有无污染、全自动等优点,且应用的场合较多,为此设计了一种以TMS320F28335为主控制器的光伏水泵控制系统。控制系统中的三相异步电机调速部分采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式的变压变频(VVVF)控制,最大功率点跟踪部分采用恒定电压法(CVT)和扰动观察法结合最大功率点跟踪(MPPT)技术。试验结果表明系统实现最大功率点跟踪并稳定运行。     

光伏储放系统控制策略研究

分析薛家岛储放系统的配置情况,对集中储能系统双向变流装置(PCS)控制策略进行研究,提出考虑负荷峰谷电价的PCS控制功率曲线计算方法,根据电价波动和储能电池荷电状态的变化,确定PCS控制方法。该方法综合考虑储放系统平抑负荷波动的功能和经济收益,平价时段和低谷时段负荷比较平均,储能系统主要在低价时段充电,平价时段较少充电,高峰电价时段电站不从电网获取能量,由储能系统供给。     

基于二次插值法的光伏发电系统控制策略

基于二次多项式插值法,提出一种光伏发电系统的出力调整策略。该策略使得当出力需求小于最大出力时,系统能够工作在恒定功率输出模式,以保证光伏发电系统实现功率的灵活调节;而当出力需求大于最大出力时,系统自适应地切换为最大功率点跟踪模式。在介绍二次插值法基本原理的基础上,阐述了采样点数据更新算法、预测工作电压过大的解决措施和短路故障穿越的方法。仿真结果验证了该策略的正确性和可行性。     

基于改进MPPT算法的光伏并网系统控制策略

研究并改进了单相两级光伏并网发电系统的控制策略。以2种基本最大功率点跟踪(MPPT)技术为基础提出了一种结合固定电压法与增量电导法的占空比扰动MPPT算法。在不同的光伏电池运行点采用不同的跟踪方法,通过直接控制直流斩波器开关占空比以达到快速准确的功率跟踪效果。针对该算法的运行条件改进了光伏并网系统整体控制策略。通过直流电压外环的功率平衡控制及比例积分校正,配合内环并网电流反馈控制,使并网逆变器在保持并网电流质量的同时更好地控制直流电压。通过PSCAD/EMTDC软件搭建的光伏并网系统仿真模型验证了改进MPPT算法及逆变器控制策略的有效性。     

一种基于虚拟同步机的背靠背系统控制策略

本文将虚拟同步机控制策略应用至背靠背变换器系统中,提出一种直流母线电压平衡的控制策略,在模拟同步电机外部特性的同时,实现功率双向流动。通过仿真表明,与dq旋转坐标系下的传统控制策略相比,虚拟同步机控制功率切换更为平滑,谐波含量更低。本文在对背靠背系统进行建模分析的基础上,根据三种不同的性能指标分析两种控制策略的优劣。在此基础上将背靠背系统作为能量平衡系统,平衡两个电网之间的功率负载分配。在没有锁相环和dq解耦模块的基础上,简化控制设计,实现能量平衡。     

基于模糊控制的自适应虚拟同步发电机控制策略

为了解决分布式能源与电力系统兼容的问题,采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术,将同步发电机的虚拟惯量和阻尼系数引入逆变器控制,以提高系统的频率响应特性和电网应对扰动能力。在此基础上,提出一种基于模糊算法的自适应VSG虚拟惯量和阻尼系数控制策略。根据同步发电机角频率变化率和角频率偏差的变化规律,重新设计模糊规则调节虚拟惯量和阻尼系数,以提高VSG的控制效果。仿真结果表明,该策略能够合理地抑制瞬态过程中VSG频率和功率的波动,维持电网的稳定运行。     

基于虚拟同步发电机的多逆变器并联控制策略

针对孤岛微电网多逆变器并联系统,在传统控制策略下接入负载时,系统会出现波形畸变。为了提高电能质量,需要分离谐波电流。因此,本文提出基于虚拟同步发电机的谐波电流分离策略,首先采用虚拟同步发电机技术(VSG)使逆变器具有惯性和阻尼特性,接着构建虚拟同步发电机小信号模型,对有功和无功环进行建模分析。然后,采用三阶广义积分交叉对消反馈网络(TOGI-OSG)对系统中产生的谐波电流进行分离。Matlab/Simulink仿真实验证明了所提方法的有效性。     

基于虚拟同步发电机的微电网改进下垂控制策略

针对传统下垂控制作用下微电网的运行状态平滑切换问题,利用虚拟同步发电机思想,在控制环中加入虚拟的转动惯量方程,使得微电网逆变器具有与传统的同步发电机相似的动态性能,解决了微电网逆变器输出阻抗小、阻尼小等问题,以此来降低由于功率的急剧变化所造成的频率振荡;同时增加一个补偿控制环节,增加系统在运行状态切换情况下的稳定性。采用MATLAB软件进行仿真,验证了所设计的微电网改进下垂控制策略的有效性。     

基于自适应虚拟同步发电机系统的微网逆变器控制策略研究

考虑到分布式能源并网后对电网系统带来的高渗透率影响,加之传统的并网逆变器不具备旋转惯性的优势,这会增加系统的运行风险.结合风电场多端直流输电系统,提出了一种基于自适应虚拟调速器功能的自适应虚拟同步发电机控制策略.结合虚拟同步调速器模块,建立了具有惯性响应和一次调频能力的虚拟同步发电机控制策略.但考虑到分布式电源的波动性和间歇性特点,在长期运行过程中,功率供需不平衡将会导致储能设备的荷电状态超过安全运行范围.基于此,将根据荷电状态调整下垂系数的方法拓展到基于虚拟调速器VSG控制之中.通过引入自适应下垂特性的概念,使用平移下垂特性的方法对VSG控制做了进一步改进,改进后的VSG控制减少了对系统稳定性的影响,更有利于实现有功功率的合理分配与荷电状态的快速调整.通过Matlab/Simulink工具建模仿真,且仿真结果验证了所提控制策略的合理性.     

基于虚拟同步发电机的逆变器控制策略研究

当孤岛状态下的微电网输出功率发生变化时,微电网母线电压频率往往也会发生变化.导致微电网电能质量下降,对接入微电网的设备造成不良影响。在传统大电网中,同步发电机因具有较大惯性的特点在维持电网电压稳定上发挥了巨大的作用。通过对同步发电机工作原理的研究与分析,设计了模拟同步发电机的逆变器控制策略。这种基于虚拟同步发电机的逆变器控制策略能够模拟同步发电机的外特性。使逆变器输出电压具有较大的惯性,可以提高微电网母线电压频率的稳定性,并且可以实现逆变器输出功率的均分。最后在微电网实验平台上验证了这种控制策略的有效性。     

基于微分补偿环节虚拟惯性的虚拟同步发电机控制策略

针对常规基于一阶环节虚拟惯性的虚拟同步发电机(VSG)并网运行时输出功率控制动、稳态特性存在矛盾的问题,提出了基于微分补偿环节虚拟惯性的VSG控制策略,该控制策略在常规VSG控制结构前向通道加入微分补偿环节,从而在保证输出功率稳态控制精度的同时,加快了动态功率响应速度,增加了系统阻尼,有效减小了储能单元动态过程的功率冲击。仿真和实验验证了所提方案的有效性。     

新型虚拟同步发电机分布式主动支撑控制策略

面向新能源分布式发电变流器主动支撑控制,提出了一种新型虚拟同步发电机控制策略,来实现有功-频率和无功-电压动态支撑,能够为电网的稳定提供必要的惯量和阻尼,并具备更好的多变流器协同工作能力和对电网的接入能力。首先建立同步发电机的电磁模型,提出虚拟定子绕组概念来调整变流器输出阻抗以满足微网功率解耦条件并实现多变流器间负荷分配,从而设计励磁器来实现无功-电压动态调整。同时结合转子运动方程设计调频器来实现有功-频率动态调整,并提出了虚拟励磁补偿和二次调频策略以消除电压和频率调整静差。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真结果以及实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于自适应虚拟阻抗的虚拟同步机功率解耦控制策略

伴随着分布式能源渗透率的提高,电力系统中同步发电机的装机比例逐渐减小,电力系统的稳定性日益受到挑战,其稳定性分析方法与提高措施均亟待研究。虚拟同步机(VSG)能够在一定程度上为系统提供惯性和阻尼,被视为提高系统稳定性的重要措施。然而,VSG通常接入中低压配电网,不仅呈阻感特性的线路阻抗会造成功率耦合,而且功角过大也会造成功率解耦控制困难。文中分析了线路阻抗及功角所造成的功率耦合机理,并通过建立VSG并网时功率与频率的响应模型,发现有功功率的大幅度增加或电网频率下降都会造成功角变大、无功功率控制出现显著偏离的情况,为此提出了基于自适应虚拟阻抗的VSG功率解耦控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建VSG并网模型,验证了所提出解耦控制策略的正确性与有效性。     

光储柴独立微电网中的虚拟同步发电机控制策略

针对由可再生能源发电系统、常规柴油发电机组(DGS)和蓄电池储能系统组成的独立微网,提出一种适合微网在孤岛模式下稳定运行的虚拟同步发电机(VSG)控制策略。首先,建立DGS在同步旋转坐标系下的数学模型,并分析其输出电压和转速的阶跃响应特性;其次,在充分考虑DGS和VSG不同控制特性的基础上,提出一种适应独立微网分层协调控制的改进型VSG策略;然后,在基本VSG控制器中增加虚拟阻抗环节,灵活实现对微网谐波的抑制;最后,建立一套包含2台100 k V·A VSG及1台440 k W DGS并联的独立微网实验平台,实验结果验证了所述控制策略的正确性与有效性。