基于阻抗重塑的多并网逆变器并联系统谐振抑制方法研究

多并网逆变器并联系统存在并联谐振问题,且会受到电网阻抗和并联逆变器台数影响导致并联谐振频率点偏移,给该并联系统的控制及稳定运行带来一定的难度。建立了多并网逆变器并联系统的阻抗模型,并根据阻抗重塑原理,采用基于虚拟阻抗的全局谐振抑制方法,通过在公共连接点并联额外的电力电子装置,实时检测公共连接点处谐波电压,采用基于变换器侧电流反馈控制策略,产生一定大小且和谐振频率相关的虚拟阻抗,实现对电网阻抗的重塑以抑制并联系统的谐振。该方法在不改变各个逆变器原有控制策略的情况下,既可以抑制并联谐振,又可以提高整个系统的稳定性。最后,通过仿真验证所研究全局谐振抑制方法的正确性与可行性。     

弱电网下并网逆变器的阻抗相角动态控制方法

由于大功率分布式发电装置散落分布,电网表现出弱电网特性,电网阻抗会影响并网逆变器的稳定性,使并网电流发生谐波振荡,甚至系统失稳。首先建立了LCL型单相并网逆变器的输出阻抗数学模型,通过阻抗分析方法研究了弱电网工作条件下并网逆变器的稳定性;然后基于系统相角裕度动态补偿控制思路,提出了一种并网逆变器的阻抗相角补偿控制策略,给出该阻抗相角动态控制策略的具体实现方法与参数设计过程,并定量分析了锁相环、数字控制延迟与阻抗相角补偿控制对逆变器输出阻抗数学模型的影响,以及阻抗相角补偿控制策略对逆变器并网电流基频相位的影响;最后结合脉冲响应法在线测量电网阻抗,设计阻抗相角动态控制方案,通过实验对该方案的有效性进行验证。     

三相LC型并网逆变器阻抗建模及稳定性分析

三相LC型并网逆变器由于其结构简单,对高频谐波具有良好的滤波效果,在光伏发电中获得了广泛应用。然而在弱电网下,LC型逆变器拓扑结构、控制器参数及线路阻抗相互交织,系统的稳定性面临严峻挑战。针对该问题,首先对跟网型三相LC型逆变器在强电网下运行时的稳定性进行分析,在此基础上,建立了考虑锁相环(PLL)动态的逆变器输出阻抗模型,基于阻抗稳定性判据分析了各个控制器参数对弱电网下并网逆变器级联稳定性的影响,为工程应用中控制器参数设计提供理论指导,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于阻抗测量的多逆变器系统稳定性校验方法

随着接入电网的电力电子逆变器的增多,逆变器与电网交互导致的稳定性问题越来越突出.逆变器在接入电网之前有必要进行稳定性校验,以确保逆变器接入电网之后系统能安全稳定运行.为此,文中提出一种基于阻抗测量的多逆变器系统稳定性校验方法,用于多个逆变器接入电网前的稳定性校验.同时,还提出利用主动式阻抗灵敏度分析方法识别造成系统失稳...     

用于谐波劣化分析的并网逆变器阻抗灰箱拟合方法

大规模分布式新能源经逆变器接入配电网,并网逆变器与弱电网间形成复杂交互,谐波劣化问题凸显.谐波劣化分析的关键之一是并网逆变器阻抗模型的建立.白箱阻抗建模需要结构、参数、控制方式等内部信息,黑箱阻抗建模结果一般无物理意义,两种建模方法均存在应用缺陷.为弥补二者的不足,该文以白箱阻抗建模的结果为求解目标,以黑箱阻抗建模的方...     

基于阻抗的数字延时对单电流环控制型并网逆变器稳定性影响的分析

发现并解释了一种在逆变器输出阻抗高频处因数字控制延时而产生的"阻抗谷"的现象。在此阻抗谷处,逆变器输出阻抗的幅值急剧下降,而相位明显上升。通过波特图和复频域表征这两种方式,详细分析了电流环动态及数字控制延时对单电流环控制型逆变器的dq坐标系输出阻抗的影响,通过研究逆变器的输出阻抗模型,获得了阻抗谷的来源及其与电流环动态和延时大小之间的关系。同时,通过d-d通道阻抗匹配和广义奈奎斯特判据GNC(generalized Nyquist criterion),研究了阻抗谷对并网逆变器稳定性的影响。通过分析发现,电流环的动态和延时大小的改变均会导致d-d通道输出阻抗的幅度和相位发生剧烈变化,从而导致并网系统发生振荡。最后,实验结果验证了分析的正确性。     

并网逆变器dq阻抗灰箱辨识方法与应用

为实现“双碳”目标,并网逆变器大量接入配电网,与弱电网间形成复杂交互,谐波劣化问题凸显。并网逆变器dq阻抗的准确获取是进行谐波劣化分析的关键之一。现有阻抗测量方法存在无法适应并网逆变器运行工作点时变,加窗快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)频域计算存在差异的缺陷。针对这些缺陷,提出一种以白箱建模结果为目标,以黑箱算法为求解途径的灰箱辨识方法,基于并网逆变器端口电压、电流时域数据,对不同运行工作点下的dq阻抗进行在线辨识。首先,在逆变器并网点串联注入多正弦波电压扰动,获取辨识模型所需数据;然后,建立灰箱辨识模型,通过递推最小二乘算法对并网逆变器dq阻抗进行在线辨识;最后,基于RT-LAB搭建半实物实时仿真平台,验证所提方法的有效性。基于阻抗辨识结果,绘制回率矩阵特征函数奈奎斯特曲线,对不同运行工作点下系统相角裕度进行求解,实现所提方法在谐波劣化风险在线评估中的应用。     

基于PR控制和虚拟阻抗的光伏并网逆变器的研究

设计了一种采用准比例谐振控制零稳态误差的光伏并网逆变器控制系统。与常规的PI控制相比,该控制方法可对正弦输入信号进行无静差跟踪,同时克服了常规比例谐振(PR)控制器抗电网频率波动能力差的缺点。此外,结合虚拟阻抗技术,改善了传统LCL输出滤波器的性能,实现对LCL滤波器高频谐振的有效抑制而又不带来系统功率损耗。仿真试验证明,基于准比例谐振控制和虚拟阻抗技术的光伏并网逆变器具有良好的稳态性能和抗干扰能力。     

基于阻抗法的并网逆变器小信号稳定功率极限分析与提高

随着可再生能源发电在电网中所占比重不断增加,由并网逆变器引发的电力系统小信号稳定性问题日益凸显。为了明确并网逆变器系统运行的功率裕量,增强系统的小信号稳定性,采用阻抗法对并网逆变器的小信号稳定功率极限进行研究。根据广义奈奎斯特稳定判据的边界条件定量计算了并网逆变器的小信号稳定功率极限。结果表明,该功率极限小于静态稳定功率极限,随着电网短路比的减小而减小,随着锁相环带宽的增大而减小。提出了一种改进锁相环结构,从控制的角度等效增大电网短路比,从而提高并网逆变器的小信号稳定功率极限。最后,通过阻抗分析和系统仿真验证了改进锁相环对于提高小信号稳定功率极限的有效性。     

基于阻抗分析法的三相LCL型并网逆变器附加有源阻尼设计

三相LCL型并网逆变器系统中,由于设备与系统间的交互作用可能会造成谐波振荡,严重影响系统正常运行。针对该问题,采用谐波线性化的方法,计及耦合补偿项网侧电压的影响修正阻抗模型,建立了修正后的三相LCL型并网逆变器序阻抗模型,同时从谐振原理及对数频率稳定性角度进行稳定性分析,揭示光伏并网系统高频谐振产生的机理;基于得到的并网系统阻抗特性,针对结合电容电流反馈及串联超前校正的附加有源阻尼环节,考虑阻抗特性曲线进行阻尼环节参数选取,对易振荡频段进行阻抗重塑。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台验证了该方法的正确性和有效性。研究结果表明:附加有源阻尼环节能有效抑制谐波振荡且具有较好动态特性。     

不平衡运行工况下并网逆变器的阻抗建模及稳定性分析

实际运行中,并网逆变器常工作在电网电压、电网阻抗和逆变器滤波电感均不平衡的复杂工况下。文中研究了在此复杂不平衡工况下并网逆变器的阻抗模型及其和电网互联系统稳定性分析策略。在并网逆变器公共耦合点电压不平衡和逆变器滤波电感不平衡运行工况下,推导了电压不平衡分量及滤波电感不平衡和各谐波分量之间的关系,建立了并网逆变器在正、负序坐标下的输出导纳模型,得出了导纳矩阵的解析表达式,并分析了正、负序及耦合导纳的特性。依据广义奈奎斯特判据和逆变器不平衡导纳表达式,给出并网逆变器在不平衡运行工况下也适用的阻抗稳定性运行判定方法。最后,对不平衡工况下所研究的系统稳定性判据的有效性进行了实验验证。     

基于阻抗辨识的下垂控制并网逆变器孤岛检测方法

为了保障安全及并网电能质量,基于并网逆变器的分布式发电系统需要具备孤岛检测功能。传统孤岛检测方法不适用于下垂控制并网逆变器,而现有适用于下垂控制并网逆变器的孤岛检测方法需要改变下垂特性且存在检测盲区的问题。为了解决上述问题,提出一种基于阻抗辨识的下垂控制并网逆变器孤岛检测方法。该方法在公共耦合点注入电压扰动,通过电压、电流扰动信号辨识阻抗,进而依据阻抗变化判定是否出现孤岛效应。利用谐波扰动注入放大孤岛前后特征量差异,提高检测灵敏性。另外,通过递归离散傅里叶变换提取扰动信号,提高了阻抗辨识的准确度和时效性。实验结果验证了所提方法的有效性。     

多并网逆变器系统阻抗建模及谐振特性分析

擒要:多并网逆变器系统的谐振给逆变器的稳定性和电网的电能质量带来了诸多问题。为解决谐振带来的各种问题,建立了多型并网逆变器系统阻抗模型,基于阻抗模型分析了系统谐振机理,研究了谐振特性和并网逆变器数量及电网强度的关系。并以两台并网逆变器系统为例,仿真和实验结果证明了模型的可用性和谐振分析结果的正确性。     

电网不平衡情况下并网逆变器多目标协调控制策略研究

在电网电压不平衡情况下,并网逆变器输出有功功率和电流将存在二次脉动和畸变。为了提高电网不平衡时并网逆变器并网电流质量,有效降低并网逆变器对电网的冲击,提出了一种基于神经网络的电网不平衡情况下并网逆变器多目标协调控制策略。该策略根据瞬时功率计算参考电流矢量,建立多控制目标的统一解析表达式,并利用ADALINE神经网络对参考电流矢量表达式系数进行优化。为了提高系统的抗干扰性能,采用增量式PI控制器进行电流控制,并利用RBF神经网络在线调整PI控制器参数。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和适用性。     

三相并网型逆变器死区补偿方法

为防止逆变器上下桥臂发生短路,需要在IGBT的驱动信号中设置死区时间。由于死区时间的存在会改变逆变器直流侧的电压输出,导致网侧电流输出畸变,将死区效应所造成的电压扰动矢量进行前馈补偿,根据并网型逆变器的电流特点,提出了一种用低通滤波器与加权滤波的方法获取正序电流的方法,用以判断电压补偿矢量。通过实验验证了该方法的准确性和有效性。     

弱电网条件下考虑频率耦合的三相并网逆变器简化阻抗建模及宽频带振荡分析

并网逆变器作为新能源并网时的关键接口,其输出阻抗和电网阻抗的交互,可能会引起10-2kHz宽频带振荡问题,通过分析锁相环、电流环及延时环节对阻抗特性的影响,发现锁相环和电流环是引起系统中低频振荡的主要原因,延时是引起系统高频振荡的主要原因。在考虑频率耦合的情况下建立了并网逆变器单输入单输出(SISO)序阻抗模型,并根据不同控制环主导影响不同频段的动态,建立了中低频段（10-800Hz）和高频段（＞800Hz）简化模型。针对不同控制器对系统阻抗影响界限模糊的问题,通过对系统阻抗曲线的分频段分析,明确了不同控制器对于系统稳定性的影响界限,通过阻抗匹配和奈奎斯特判据对逆变器并网系统的稳定性进行了研究,最后,仿真和实验结果验证了本文的分析。     

提升并联运行并网逆变器效率的功率分配方法

针对并联运行逆变器单元转换效率不同引起的功率损耗问题,提出了一种实现系统效率优化的功率分配方法。首先,建立了逆变器单元的功率模型,从理论上证明了该方法可以获得较高的系统效率;其次,通过测量的电气量计算得到系统效率,借助爬山法实现在线寻优;再次,通过MATLAB仿真验证了该功率分配方法的可行性;最后,在实验室搭建两个逆变器并联运行的实验平台,进行相关实验,验证了所提出的优化功率分配方法的可行性和有效性。     

并网逆变器的阻抗自适应控制方法

弱电网下,含电网电压前馈控制的并网逆变器和电网之间的阻抗交互作用,可能导致并网电流谐波放大甚至系统失稳。分析了输出阻抗特性,以提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度为目标,提出了基于并网电流微分和电网电压微分的串、并联复合阻抗校正方法;讨论了微分系数对相角提升的灵敏度,给出了一种自适应调整的微分系数设计方法。该方法使得并网系统在电网阻抗宽范围变化时均能稳定运行,同时提高了并网系统对电网电压的抗扰性能。实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

阻抗型单相并网逆变器建模及控制策略研究

针对传统的电压源型逆变器存在的不足,分析总结了阻抗型单相并网逆变器的特点,针对阻抗型单相并网逆变器进行建模,设计了系统的电压和电流信号采集通道,采用双环控制策略以及改进比例谐振控制方法,来稳定阻抗网络电容电压,获得具有零稳态误差的并网电流。经Matlab/Simulink仿真分析和样机实验,验证了所采用控制方法的正确性和实际应用效果。     

三相LCL型并网逆变器d-q阻抗建模

分布式发电系统中,多个并网逆变器与配电网之间的动态交互会导致系统不稳定,采用阻抗分析法能够有效分析该问题。在d,q坐标系下对三相LCL型并网逆变器进行小信号阻抗建模,考虑并网逆变器主电路、锁相环(PLL)以及控制环路之间的联系,适用于多逆变器配网系统的稳定性分析。最后,通过与实验阻抗测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。