一种并网逆变器电压电流双闭环改进控制策略

孤岛模式下的微电网缺少了大电网支撑,使得分布式电源并网逆变器的输出电压易受负载投切影响,进而导致分布式电源输出电能质量下降。为解决该问题,首先将并网逆变器等效成戴维南模型,并通过分析得出在低频段逆变器输出阻抗可代替总等效阻抗的结论,从而提出一种并网逆变器电压电流双闭环改进控制策略。该改进策略通过将负载电流前馈至电流内环的参考输入前达到减小输出阻抗的目的,最终减轻了负载投切对输出电压的影响。此外,该策略在电流前馈前增加了一节低通滤波器,可有效减小不平衡负载对输出电压的影响。仿真结果验证了改进策略的有效性。     

电力系统强迫振荡的频率时空变化特性研究与扰动源定位

为准确分析出电力系统发生强迫振荡后系统各机组的特性,从而进行扰动源准确定位。提出研究出各扰动源机组、扰动源区域内外各机组母线频率变化时空特性。通过等效模型推导出频率增量中各振荡分量初始相位的差别决定了各机组频率增量在扰动开始后第一次到达振荡极值的时间差别,而扰动源机组总是第一个到达扰动后的初次振荡极值,区域内外机组与其到达极值的时间差由区域内与区域间振荡频率的初始相位差和频率本身大小决定。实际电网仿真结果表明利用频率时空变化特性能够有效分析强迫振荡并实现扰动源定位。     

计及水轮机调速系统作用的电力系统强迫振荡机理研究

从理论上分析了不同阻尼状况、不同扰动下,电力系统强迫功率振荡情况.详细分析了外界扰动源频率与发电机组固有振荡频率相同或相近时,对系统功率振荡幅值的放大作用;研究了发电机组调速系统的固有振荡频率与输入扰动具有相同或相近频率时,调速系统发生共振的机理.当调速系统发生共振时,导水叶在调速系统的调节作用下发生大幅度振荡,输出机械功率也随之振荡.如果输出机械功率振荡频率与电力系统固有振荡频率相同,就会使系统发生持续性的强迫功率振荡.建立了MATLAB仿真模型,验证了理论分析的正确性.     

基于特征谐波线性相移PWM的并网逆变器特定间谐波抑制方法

大规模电力电子设备接入电网带来一系列间谐波振荡问题,影响电网稳定与安全运行。从并网变流器的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制着手,提出一种线性相移PWM方法,对逆变器输出特定间谐波进行补偿,防止间谐波进一步传播放大。首先,分析了线性相移调制实现频率偏移的机理,在此基础上,提出了基于特征谐波线性相移调制的特定间谐波PWM控制方法。然后,建立了并网逆变器特定间谐波线性相移空间矢量脉宽调制(space vector PWM,SVPWM)双闭环控制模型。该方法可以实现特征谐波与目标间谐波之间±50 Hz的最大频率偏移,具有较好的特定间谐波补偿抑制效果。Matlab/Simulink仿真分析和RT-LAB半实物仿真实验验证了该方法的有效性。     

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。     

多并网逆变器耦合谐振特性

针对多LCL滤波型并网逆变器并联并网系统的复杂耦合谐振问题,建立单台逆变器的数学模型,并扩展成多台逆变器并联系统的数学模型.考虑逆变器自身、并联逆变器和电网单独作用时的等效电路模型,提出一种基于叠加定理的多逆变器并联系统小信号等效简化电路.利用频域分析法仿真分析了多逆变器并联的耦合谐振特性,并与单台逆变器谐振特性进行了对比分析,结果表明,多逆变器并联系统会出现额外的谐振尖峰,且谐振峰值和频率与并联逆变器的数量有关.     

并离网逆变器的控制研究

研究了一种既能够工作在并网,也能工作在离网状态的逆变器.在市电异常时,并网逆变器能够可靠地切换到离网模态保证本地重要负载供电.重点分析了工作在离网模式下的控制策略及切换方法,通过电感电流无差拍内环控制来实现输出输入电压与电流内环的扰动作用,提高了内环的跟踪速度.在离散域下分析了无差拍模型电感参数的匹配范围,针对数字控制延时降低了模型电感参数匹配范围并引起系统稳定裕度变小的问题,提出了改进型的无差拍电流内环控制,提高了系统的稳定裕度.最后通过实验证明了该控制算法的可行性和优越性,以及适合设计的切换要求.     

基于SVPWM的三相光伏并网逆变器的仿真研究

文中将空间矢量脉宽调制算法(SVPWM)应用于光伏并网逆变器,降低谐波畸变率,并利用MATLAB/SIMULINK工具箱搭建光伏逆变器并网仿真模型,实现了输出电流与电网电压同频同相,验证了算法的正确性,并网电流波形良好,所设计的逆变系统能够安全稳定可靠运行。     

独立微电网逆变器带电动机负载序阻抗建模及高频振荡分析

电力电子逆变器控制特性主导其输出阻抗特性,独立微电网中逆变电源与负载间易源荷输出输入阻抗相互作用引起谐波振荡。针对工程中存在的逆变器带异步电机负载高频振荡问题,采用谐波线性化分析方法,建立离网逆变器输出序阻抗和异步电机输入序阻抗模型,采用广义Bode判据分析逆变器控制环节参数对输出序阻抗的塑造作用,结果表明电压环比例系数对逆变器序阻抗影响较大,会加剧逆变器负电阻特性。进一步地,揭示该系统发生高频振荡的原因,即异步电机高频段呈现的正电阻不足以抵消逆变器的负电阻效应,使得系统总阻尼降低从而发生振荡失稳。最后通过Nyquist稳定判据及仿真结果验证理论分析的正确性。     

光伏并网逆变器的孤岛检测技术

以光伏逆变器为代表的各种并网逆变器通常要求具备孤岛检测功能．被动式的孤岛检测方法存在较大孤岛检测盲区．主动检测法提高了孤岛检测的可靠性,但其在并网逆变器的输出中施加了扰动,影响了并网电能质量．重点分析移频与移相主动孤岛检测算法的工作原理及参数选取原则,并给出相关的参数优化建议,同时探讨多并网逆变器运行时的孤岛检测有效特性,为光伏并网逆变器的孤岛检测设计提供参考．     

dq0坐标系下微网电压电流双闭环下垂控制方法及其逆变器设计

下垂控制是在微网中广泛使用的一种控制策略,下垂控制的逆变器联网运行时,微源输出功率为下垂曲线在频率等于50 Hz处的功率值,逆变器相当于恒功率输出。在介绍了下垂控制的基本原理和具体实现方法的情况下,研究了下垂控制的逆变器并网运行时的特性,得出了线路阻抗和下垂系数均象征着并网过程中系统阻尼的结论,设计了下垂控制的功率控制器和逆变器输出端滤波器的参数取值,利用matlab模型对设计进行仿真,并设计了下垂控制离网运行时的频率恢复控制方法。     

虚拟谐波阻抗的并网逆变器谐波抑制方法

电网中谐波的存在严重影响电网电能的质量,同时并网逆变器输出电能质量不高也给电网带来一定的影响。通过研究并网逆变器谐波抑制控制策略,给出三相电压型并网逆变器的谐波抑制模型。该逆变器除了可以作为功率接口向电网传送有功功率外,还向电网注入谐波来补偿和抑制电网谐波。该模型通过引入虚拟谐波阻抗环,使得逆变器的输出阻抗特性总体上表现为阻性,有效地抑制输出波形在传输线路上的谐振失真。该模型采用电流环控制输出电流,电容电压环控制输出电压,虚拟谐波阻抗环补偿逆变器的输出阻抗。仿真结果表明此方法能够有效地抑制电网谐波。     

基于改进MPPT算法的光伏并网系统研究

光伏并网逆变器是光伏发电系统中重要环节,为使逆变过程中光伏电池输出功率最大,需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪.常用最大功率跟踪方法会产生误判现象,不仅会降低光伏电池能量转换效率,而且还会造成并网电流产生畸变.针对上述问题,笔者改进了传统扰动观察法,提出了一种改进型MPPT算法,并在Matl ab/Simul ink环境下搭建了含有Boost电路的两级式光伏并网逆变器系统.仿真实验表明,含有改进型MPPT的光伏并网逆变器能够有效提高光伏电池输出功率.     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

频率突变对孤岛微电网暂态建模及稳定性的影响分析

随着新能源渗透率的提高,电力系统逐步呈现出电力电子化特性。以并网逆变器为主导的孤岛微电网系统近年来受到越来越多的关注。一种类似于同步发电机的变流器摆动方程被建立,并广泛应用于孤岛微电网的暂态稳定性分析,但其忽略了由公共耦合点电压突变引起的锁相环频率突变。首先,推导了传统的孤岛微电网二阶数学模型,通过理论分析与数值计算发现现有模型存在一定的误差和时延,进一步发现误差是扰动瞬间产生的频率突变所致。通过计算频率突变量对既有的传统二阶数学模型进行修正,提高了暂态扰动下的数学模型精度。同时,分析了不同扰动对系统同步稳定性的影响规律。最后利用Matlab/Simulink仿真和RT-Lab硬件在环实验对所提出的理论分析结果进行了验证。     

基于循环神经网络的微电网并网等效建模

提出一种基于循环神经网络的微电网并网动态等效模型,利用人工神经网络的非线性映射特性,解决微电网系统并网接入的等效建模问题。根据微电网并网接入点的电压、电流、功率等测量数据,构建循环神经网络等效模型,将接入点电压和电流分别作为神经网络的输入和输出,基于微电网和配电网的交换功率表征模型的准确性;并构建包含各种分布式发电系统的微电网系统,完成并网仿真实验;通过对比搭建的仿真模型和神经网络等效模型的输出动态特性,证明基于神经网络的微电网并网等效模型的准确性和适用性。     

基于功率匹配和自适应惯性的VSG预同步控制方法

虚拟同步发电机(VSG)从离网向并网模式切换时需要进行预同步控制。针对VSG预同步并网后的稳定性问题,提出一种基于功率匹配和自适应惯性的VSG预同步控制方法。所提方法将电网电压的幅值和频率作为VSG输出电压的参考值,然后根据本地负载功率调整其输出功率参考值,使VSG输出电压的频率和幅值与电网电压同步,最后采用相位偏差的反馈控制实现相位同步。所提方法使得VSG并网后稳态工作点对应的输出功率与并网前一致,避免了VSG并网后出现的功率跃变现象。考虑到VSG在非理想情况下并网后出现的功率振荡,引入自适应惯性实现同步过程的振荡抑制。基于MATLAB/Simulink构建了VSG预同步并网仿真模型,结果表明：所提方法可保持VSG并网前后稳态输出功率一致且非理想情况下并网后的振荡时间可减少约60%,验证了所提方法的有效性。     

单相光伏并网运行控制仿真

对单相光伏并网的运行控制进行了仿真研究。给出了单相光伏并网的主电路拓扑结构,对光伏电池的特性进行了仿真研究。通过Boost升压斩波电路和改进的扰动观察法实现了光伏阵列输出的最大功率跟踪控制。在光伏并网过程中,并网逆变器采用电压电流双闭环的控制策略来实现系统并网。仿真结果表明,在不同的外界条件下,系统均能实现并网。     

基于PLL的VSG并网控制研究

新能源通过电力电子接口接入电网也为电网的稳定运行带来了新的挑战,逆变器由离网模式切换到并网运行模式的瞬间容易产生较大的冲击电流. 现提出一种基于锁相环虚拟同步发电机的预同步并网控制技术能够有效解决这一问题. 该控制策略下的逆变器能够平滑并网、电压相位的同步追踪有效抑制了冲击电流、实现离并网的快速切换,同时改善了并网逆变器的性能、增强了电网的稳定性. 最后,通过搭建并网虚拟同步发电机模型验证了该设计的正确性和有效性.     

基于模糊控制变环宽光伏逆变器的研究

在恒定环宽滞环电流的基础上,针对开关频率大范围变化,提出模糊控制变环宽的方法,来控制光伏并网逆变器,以此使开关频率下降．利用MATLAB进行仿真,搭建了可调滞环宽度模块,仿真结果表明：加入模糊控制后开关频率大范围下降,谐波失真小,逆变器输出波形稳定,达到了预期的控制效果．