功率前馈的T型三相三电平光伏并网逆变器快速有限集模型预测控制

为加快T型三电平光伏并网系统的动态响应速度,同时避免传统有限集模型预测控制中预测模型和代价函数在线计算量大的不足,在αβ静止坐标系下提出一种功率前馈的快速矢量选择有限集模型预测并网控制方法。该方法在传统电压外环中引入光伏阵列输出功率前馈作为电流内环的参考值;并结合空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)思想,只允许接近逆变器输出参考电压矢量的开关状态参与在线计算与评估。通过Matlab搭建系统仿真模型,与未采用功率前馈及传统有限集模型预测进行对比分析。仿真结果表明:采用功率前馈的快速有限集模型预测控制策略在跟踪参考电流、平衡中点电位方面具有良好的静、动态性能。     

基于小波变换的电力系统谐波有源补偿方法研究

为了保证电力系统的安全运行,提出基于小波变换的电力系统谐波有源补偿的方法.基于电力系统谐波有源补偿原理,有效结合塔式算法与小波变换,经离散信号的分解处理后,实现系统谐波检测;依据电流跟踪控制环节的参考电流,通过流压转换确定参考电压矢量,采用改进空间矢量脉宽调制控制策略,控制三相逆变器实际输出电压跟踪参考电压,实现电力系...     

三电平并网逆变器基于有限集模型预测控制的新型谐波抑制策略

有限集模型预测控制应用于大功率并网逆变器能在控制并网电流的同时降低开关频率,然而随着开关频率的降低,并网电流的谐波显著变大.针对这一问题,提出一种带有新型谐波抑制策略的改进型有限集模型预测控制方法,谐波抑制这一目标被添加到有限集模型预测控制的多目标优化过程中,谐波抑制策略是基于三角函数正交性对谐波幅值进行提取来实现的....     

交流型微网指定次电压谐波主动补偿策略

微电网中电力电子变换器,以及局部非线性负荷的普遍存在,使得谐波污染已经成为影响微电网电能质量的重要因素。根据分布式电源接口逆变器,提出了一种基于两相静止αβ坐标系的微电网孤岛运行下的电压谐波补偿控制策略,有效地降低了微电网电压谐波畸变率。考虑到分布式电源的有功输出,采用了指定次谐波补偿控制策略,节省分布式电源用于补偿的功率,实现了微电网电能质量柔性控制;最后,在MATLAB/SIMULINK中对所提控制策略进行了验证     

基于两步预测的光伏并网SL-qZSI的模型预测控制

为了受控变量追踪指令值更加准确,避免调制带来的开关损耗增大等问题,针对三相光伏并网开关电感型准Z源逆变器,提出一种基于两步预测的多变量模型预测控制。该控制策略通过两步预测代替一步预测,对并网电流、电容电压和电感电流进行多变量预测控制,可消除延迟时间,从而减小受控变量的振荡。最后通过Matlab/Simulink仿真,验证该控制策略在光照波动时并网运行过程中具有良好的控制性能和可行性。仿真结果也证明了相比一步预测,该控制策略所采用的两步预测减小了并网电流、电容电压和电感电流的振荡,使得它们跟踪各自指令值更加准确,还有减小总谐波畸变率的优点。     

基于模型预测控制的不平衡电网电压下三相燃料电池并网发电系统功率解耦控制策略

当三相电网电压不平衡时,由于直流-交流功率耦合,质子交换膜燃料电池（PEMFC）的输出电流会产生低频电流脉动,影响其输出性能和使用寿命。此外,功率耦合将导致交流侧的并网电流畸变。文章提出了一种功率解耦控制策略,以消除燃料电池输出电流脉动,同时降低并网电流的总谐波畸变率（THD）。DC-DC变换器和DC-AC逆变器分别由基于虚拟矢量和最优占空比的改进模型预测控制（MPC）算法控制,通过改进的MPC方法,可实现对参考电流的精确跟踪,并获得良好的鲁棒性和暂态性能。最后,仿真结果验证了所提功率解耦控制策略的有效性。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

Research on control strategy of energy storage converter based on super capacitor

为了对储能逆变器在不平衡与非线性负载时的输出电压的谐波进行抑制,本文针对双级式逆变器拓扑建立数学模型,基于模型分析了直流电容中点电压波动对逆变器输出的影响,以及不平衡输出电流和谐波电流对直流电容中点电压影响的机理,进而提出了该拓扑逆变器在不平衡和非线性负载情况下抑制交流输出电压不平衡和零序谐波的抑制策略。最后建立了MATLAB仿真模型对该控制策略进行了理论验证,并在80 kW样机上进行了实验验证,仿真和实验结果都表明了该控制策略的有效性。     

太阳能逆变器的消谐控制方法研究

为了降低逆变器的谐波，减小开关频率，以便减小开关损耗，提高逆变器效率，该文提出了在太阳能逆变器中采用消谐PWM控制策略，并分析了消谐控制逆变器的设计原理、控制系统结构、输出电压的闭环控制方法等，讨论了数字控制技术的分辨率对输出谐波大小的影响。分析和试验表明：对于类似于太阳能逆变器这种电压和频率变化不大的场合，采用消谐控制具有开关频率低、开关损耗小、输出谐波小、滤波器参数和体积小、易于实现闭环控制等优点，是一种极具潜力的控制策略。     

一种基于复合抗干扰的DC-DC变换器控制方法

针对光伏发电系统中DC-DC变换器由于负载和环境条件的变化等扰动引起的输出波动问题,提出一种基于模型预测控制与干扰观测器结合的复合控制策略。首先,根据光伏阵列模型,利用电流扫描法计算出最大功率点的电压值,然后运用模型预测控制方法预测系统的未来状态,再由滚动优化求出系统的最优控制变量并在线控制,得到新的开关控制策略。同时利用干扰观测器观测DC-DC变换器在运行过程中由各种不确定性所引起的内外干扰,并进行补偿。最后的仿真结果表明,文中所提的复合抗干扰方法具有更好的电压跟踪性能和鲁棒性。     

具有模式激活的储能双向DC-DC变换器的有限集模型预测控制方法

针对直流微电网中分布式发电机组输出功率不确定及负荷波动导致系统功率不平衡和直流母线电压不稳定的问题,提出了一种双向DC-DC变换器的模式激活有限集模型预测控制方法,预设了直流母线电压允许波动范围的上下限,利用范围比较器,根据母线电压实际值自动选择储能系统的工作模式,并实现其在不同模式之间的自由切换。仿真结果表明,提出的控制策略在三种模式切换的过程中,能够快速地稳定母线电压值,提高系统的电能质量并延长蓄电池的使用寿命。研究成果可用于指导工程实践。     

基于等微增率法的混合微电网无功协调控制

在馈线潮流控制(FFC)和单元输出功率控制(UPC)两种控制模式下的混合微电网中,FFC模式下分布式电源(DG)的无功裕量不能满足增加的无功负载时,会引起微电网和大电网之间馈线无功潮流的变化,且馈线无功潮流值越大,脱网时公共连接点(PCC)电压偏差越大。为此,提出了一种考虑微电网内部节点电压稳定性的多台DG无功协调控制策略。该策略以FFC模式下DG为主要补偿设备,当不能满足负载需求时,采用等微增率法求解优化模型,从而确定UPC模式下DG无功输出参考值。算例结果表明,该控制策略能在维持微电网与大电网之间馈线无功潮流恒为最小值的同时,使得微电网内部节点电压更稳定。     

基于虚拟磁链DPC的电压型整流器控制系统研究

对电压型PWM整流器(VSR)的直接功率控制(DPC)系统进行研究,针对采用虚拟磁链实现无电压传感器电压观测存在的模型预测误差问题,提出一种基于牛顿插值原理对模型观测电压进行修正的虚拟磁链模型预测直接功率控制策略,通过牛顿插值法修正电网电压估算值,同时引入内模反馈校正环节对模型预测相邻时刻瞬时功率所产生的误差进行修正,...     

含不平衡负载的微电网中三相微源逆变器的VSG控制策略

在离网模式下,微电网中虚拟同步发电机的输出电压易受不平衡负载影响。针对此问题,文章基于一阶全通滤波器(All-Pass Filter,APF)的电压电流正、负序分离方法,利用正序功率和正序电流建立了改进VSG控制模型,改善了VSG输出电压参考。采用比例积分(Proportional Integral,PI)+准比例谐振(Quasi Proportional Resonant,QPR)电压调节器对VSG输出负序电压分量进行控制,论证了PI+QPR调节器抑制负序电压分量的优良性能。最后,仿真结果验证了该控制策略的有效性,该方法有效地改善了三相微源逆变器输出电压的对称性。     

基于动态一致性算法的微电网无功功率分布式二级控制策略

微电网在孤岛模式运行时,由于线路存在阻抗效应,传统下垂控制无法精准分配输出的无功功率,而且通讯网络复杂,容易造成系统崩溃。文章提出了一种基于动态一致性算法的无功功率分布式二级控制策略,通过设计二级控制规律,将下垂控制和分布式二级控制相结合,在本地下垂控制器中,引入比例-积分控制器,对下垂特性曲线的参考电压进行自适应调节,实现了无功功率与线路阻抗和下垂系数的解耦;通过动态一致性算法实现分布式控制,构建稀疏的通信网络,由本地控制器进行自身决策。仿真分析及结果验证,当负荷突变和通信故障时,与离散平均一致性的分布式控制策略相比,文章所提策略有较好的动态性能。     

基于改进无源控制的含不平衡负载微电网电压控制策略

为解决微电网中由不平衡负载引起的三相电压不平衡问题,设计了一种基于改进的互联与阻尼配置(IDA)的无源控制(PBC)策略,考虑微电网中分布式电源之间的互联关系,建立了含不平衡负载多母线微电网并网逆变器的端口受控哈密顿模型,从系统全局能量的角度出发,通过互联与阻尼配置消除不平衡负载导致的二次谐波分量,选择合适的能量函数,保证了闭环的稳定性,实现并网输出电压电流正弦化。仿真验证结果表明,所提控制策略无需将电压/电流的正负序进行分离,使系统的控制结构简化,且与传统无源控制策略相比,所提控制策略能快速准确地控制输出电压和频率,有效降低了谐波干扰,实现了更好的动态响应。     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

基于自适应虚拟阻抗的分布式电源并联控制策略

当传统下垂控制策略应用于低电压微电网分布式电源并联系统时,其等效输出阻抗易受线路阻抗的影响而呈阻性,致使无功功率不能完成精准分配,破坏微电网系统的稳定性。因此,分析了低电压微电网系统的等效输出阻抗,并提出将自适应虚拟阻抗添加到电压电流双闭环控制方法,结合下垂特性可实现无功和有功功率的解耦,还能对产生的环流进行有效抑制;又利用CAN通讯技术通过引入电压补偿信号在线监测无功功率分配,以提高各分布式电源无功功率的分配精准度。最后通过在仿真平台建立两台逆变器并联运行模型,验证了该方法的可行性和稳定性。     

Accurate power sharing among multi-DG resources in a microgrid

In this paper, a sliding mode (SM)-based direct active and reactive power control for the distributed generations (DGs) in microgrid is presented. The grid-connected microgrid contains two three-phase DGs that are photovoltaic (PV) units, and three single-phase DGs consisting of fuel cell (FC), PV, and battery. In the proposed strategy, controlling of the active and reactive powers is carried out for the single-phase and three-phase DGs without any phase angle tracking of the network voltage or synchronization transformations. The proposed robust control strategy improves power sharing and regulates power components injected by the DGs, and it is tested under balanced and unbalanced loads.     

Economic droop parameter selection for autonomous microgrids including wind turbines

Droop control is a key strategy for operating islanded microgrid systems. The droop settings of the different distributed generation (DG) units in an islanded microgrid determine the operational characteristics of the island. This paper presents an algorithm for choosing the optimal droop parameters for islanded microgrids with wind generation in order to minimize the overall island generation costs in the absence of a microgrid central controller (MGCC). A detailed microgrid model is adopted to reflect the special features and operational characteristics of droop controlled islanded microgrid systems. The proposed problem formulation considers the power flow constraints, voltage and frequency regulation constraints, line capacity constraints and unit capacity constraints. Numerical case studies have been carried out to show the effectiveness of the proposed algorithm as compared to conventional droop parameter selection criteria typically adopted in the literature.