电网正、负序电压基波分量的提取算法在并网型逆变器控制中的应用

提出一种在电网三相电压不平衡的情况下,通过三角函数运算的方法解耦不平衡电网基波正、负序电压分量。由于电网负序电压分量送入锁相环后会造成锁相环的震荡,导致锁相环输出误差大无法精确锁相。根据正序分量与负序分量之间的相角关系,推导出提取正序分量的公式,把该公式进行数字化处理,将其应用于dq数字锁相环,提高了dq锁相环在电网三相电压不平衡条件下的有效性和准确性。提出了网压前馈对逆变器控制的重要性,分析了利用正序电压瞬时值进行前馈控制的优点。并通过实验验证了公式的有效性和控制的稳定性、可靠性。     

三相不平衡负载下静止同步补偿器控制策略研究

低压配电网中不平衡负载会导致设备不正常运行、降低电能质量。对此,提出了一种新型控制策略,该策略通过瞬时对称分量法和信号延迟对消法(DSC)计算出负载电流、配电静止同步补偿器(DSTATCOM)输出电流的正序、负序分量,然后分别在正、负序同步旋转坐标控制正、负序分量,对正序分量的控制使DSTATCOM补偿负载无功电流,对负序分量的控制使DSTATCOM补偿不平衡负载导致的负序电流。搭建了DSTATCOM试验平台,试验结果表明,该策略在不平衡负载下,使得DSTATCOM能有效补偿负载无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流平衡度达到了国标要求,总谐波失真(THD)小于5%。研究成果可为不平衡负载情况下的DSTATCOM控制提供参考。     

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。     

电网畸变下两相静止坐标系的改进同步信号检测方法

新能源并网发电过程中逆变器需要获得同步的正弦信号,在电网电压不对称、畸变和频率变化等复杂工况下,电网电压含有正序、负序及谐波分量,对电网同步正弦信号的检测造成很大的干扰。基于此,提出在两相静止坐标系下,首先,将Hilbert变换与Clark变换相结合,利用简单的数学运算消除负序分量,从而分离出正序电压信号;其次,为了从分离的正序信号中提取出同步信号,将两相静止坐标系下的正序分量作为正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的输入信号,通过设计的复合正弦幅值积分器消除正序中的谐波分量;最后,分析频率变化对所提取同步信号的影响,构造正序分量频率自适应算法,使得同步信号的提取更加准确。仿真与实验结果表明,所提算法在复杂工况下可提取精确的电网同步正弦信号,具有良好的频率自适应特性。     

基于正弦幅值积分器的全电流谐波检测方法

基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的全电流谐波检测法,该方法在i_p-i_q谐波检测法的基础上省去负载电流有功分量和无功分量的计算环节,利用SAI的正序基波提取结构替换原来检测法中的LPF,提取出正序基波电流经过运算得到谐波指令电流,从而对电网进行补偿。在平衡电网下对所提方法进行仿真与实验,验证了该方法的可行性和有效性。     

双馈变流器网侧的正、负序电压电流的检测方法

由我国风力资源的分布特点所决定,很多双馈风电机组都建在一些电网比较薄弱的偏远地区,这些地区经常发生电网电压和电流不对称的情况。如果在控制中对该情况不予考虑,会引起直流母线电压波动和纹波电流。三相电压和电流的不平衡可以从正序和负序分量中得到体现。文章基于三相三序变换理论,结合RC相移电路,提出了一种硬件电路来进行三相电压和电流的正序和负序的检测,通过仿真以及在实际控制策略中的应用,证明了该电路的正确性和有效性。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

基于双二阶广义积分锁频环的光伏并网发电系统仿真研究

电网不对称故障时,光伏发电系统中的负序分量和谐波分量会影响并网逆变器中的锁相环及控制算法。文章提出一种具有自适应滤波的双二阶广义积分锁频环技术,用于电网电压和并网电流正负序分量的提取以及电网电压同步信号的检测,并将该技术引入到正负序双电流环控制策略,通过优化不平衡控制策略中锁相环的方法,提升光伏并网逆变器整个控制系统应对电网不对称故障的能力。通过Matlab/Simulink软件平台搭建基于DSOGI-FLL锁频环的光伏并网发电系统模型并进行了仿真研究,结果表明,文章控制策略在电网不对称故障时有助于消除有功功率的2倍频波动以及抑制并网电流中的谐波分量。     

直驱型风力发电变流器低压穿越控制策略研究

研究了直驱型风力发电变流器系统低压穿越控制策略。首先提出了一种对三相电量进行快速准确的正负序分离软件锁相环。在此基础上,为消除直流电压的二次谐波,采用正、负序双电流内环控制不对称运行控制策略。正负序分离软件锁相环采用了正负序级联延时信号消除法,能够实现对三相电压电流基波正负序分量在同步旋转坐标下的快速提取,并且通过选择不同的参数,可以滤除任何次数谐波的干扰。该方法无需采用滤波器,从而同时具备了稳态精确性和动态快速性。现场实验结果表明,该软件锁相环为三相并网型风力发电变流器在电网发生跌落及谐波畸变时提供了良好运行控制提供保障,正负序双电流内环不对称运行的控制策略保证了在电网电压不对称跌落时的正负序分离控制,消除了直流电压的二次谐波。