光伏并网与有源滤波统一控制系统的研究

提出一种将光伏并网与有源滤波统一控制的新型控制策略。以分布式小容量并网逆变器为研究对象,基于瞬时无功功率理论进行谐波和无功电流检测,采用SPWM电流矢量控制技术,在MATLANB/SIMULINK中对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果表明,该控制策略能够在保证系统以最大功率并网的同时,充分利用逆变器容量,实现负载总谐波、特定次谐波和无功电流的最佳补偿,从而提高设备利用率,改善电网电能质量。     

一种有滤波功能的微网单相光伏系统

针对微网中非线性负载和间歇性微源引起电能质量较差的现状,提出了一种有滤波功能的微网单相光伏系统。引入电网电压前馈控制优化电气模型,消除系统扰动,通过基于最小二乘法的自适应谐波检测算法进行快速谐波检测。该系统不仅能够提供有功电能,而且能抵消负载注入的谐波电流,有效提高了并网节点的电能质量水平。搭建了仿真模型,并研制了光伏并网样机,验证了该系统及其控制方法的正确性和有效性,同时这种单相光伏对电能质量主动控制的思路也适用于微网中其他逆变型微源。     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能,实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿,提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础,推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律,可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论,给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法,可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统,使光伏并网系统除提供有功功率外,同时兼备无功与谐波补偿功能,增强了光伏并网功能。     

非线性负载条件下储能变流器并联控制策略

针对孤岛工况下微电网运行的谐波问题,以典型整流型大电容非线性(RCD)负载为例,研究储能变流器并联运行时的负载谐波电流分配和电能质量控制方法。提出一种基于谐波虚拟阻抗的谐波一次分配控制和基于谐波补偿的二次电压质量控制方法。实验结果表明,通过在一次控制中引入基波虚拟阻抗和谐波虚拟阻抗,可实现良好的功率分配和谐波均分效果,通过在二次控制中引入谐波补偿控制可提高微电网母线电能质量。     

可参与微电网电能质量控制的并网光伏逆变器研究

微电网中负载与电源类型多样,电能质量指标可能会不满足要求,为此提出利用光伏并网逆变器控制微电网电能质量的方法。检测逆变器接入点母线上的电压和所带负载三相电流,使光伏并网逆变器除了输出有功功率以外,还能根据电网的电能质量情况,对负载谐波和不平衡电流进行实时跟踪补偿。基于瞬时无功功率理论,提出了一种串联超前校正的谐波检测方法,通过对检测系统传递函数的零点进行合理调整,使其动态响应性得到有效改善。采用广义积分控制方法对交流参考电流进行跟踪控制,可以达到稳态误差为零;并针对传统广义积分控制方法频率鲁棒性差的问题进行了改进。通过PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明,所提控制策略可以准确地实现谐波与无功补偿,有效降低了电压不平衡度,对负载突变和频率波动有良好的适应性。     

基于谐波注入法的L型光伏并网逆变器谐波抑制方案

在光伏发电并网过程中,由于逆变器的开关特性,输出电流一般都含有低次谐波,其中以5次、7次等低次谐波最为严重。为了抑制并网电流中的低次谐波,降低线路、负载中的电能损耗,本文以L型逆变器为研究对象,提出一种基于SPWM谐波注入的谐波调制方案,在SPWM正弦信号中注入5次、7次谐波补偿电压,进而达到降低输出电流特定次谐波含量及提高并网电能质量的目的。通过MATLAB/Simulink仿真和试验验证了该方案能够有效降低并网电流中特定次谐波含量和谐波畸变率,提高光伏发电并网电能质量。     

分布式光伏发电与APF协调统一控制策略

光伏并网系统由于其清洁无污染、便于分布式发电的优点,在我国西北偏远地区以及乡镇配电台区得到广泛应用.然而该系统易受环境温度、光照强度、电网阻抗以及接入非线性负载等外部环境影响,导致输出包含大量高次谐波,入网电能质量明显下降.为解决光伏发电系统接入偏远配电台区存在的谐波问题,此处提出一种融合有源电力滤波器(APF)算法的光伏并网系统协调统一控制策略,建立了光伏并网系统与APF统一控制数学模型,给出了协调统一控制策略框图.最后通过5 kW光伏并网系统实验,验证了所提控制策略可以有效抑制光伏并网系统输出谐波,提升了接入配电台区的电能质量,具有一定的工程实用价值.     

基于最优控制的快速光伏并网孤岛检测研究

光伏并网系统中产生孤岛时,不仅对设备造成破坏,而且危及维修人员的安全。传统的被动检测方法在逆变器所带的本地负荷与其输出功率接近于匹配时失效,主动检测法添加的扰动又会降低系统稳定性和减慢检测的速度,直接影响并网电能质量。针对上述问题,提出一种基于最优控制的快速孤岛检测方法,通过对逆变器端输出电压的幅值、相位和频率的变化差值建立数学模型,采用二次型最优控制算法进行孤岛检测。通过理论分析、建模和仿真研究,验证了该方法的可行性,检测时间短,具有一定的工程应用价值。     

基于VPI-OHRC的燃料电池并网逆变器控制方法

为提高单相燃料电池并网逆变器谐波抑制能力和运行可靠性,提出矢量比例积分控制(VPI)与奇次谐波重复控制(OHRC)相结合的电流控制策略。利用VPI控制器低频段优越的跟踪性能和稳定性,快速跟踪基波正弦电流,并提高系统稳定性;利用OHRC控制器实现奇次谐波的高效抑制,改善VPI的谐波跟踪误差,补偿系统相位滞后。5 k W样机实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术

孤岛检测是分布式光伏并网发电系统稳定可靠运行的关键技术之一,而传统的主动式孤岛检测技术难以平衡检测准确性和电能质量之间的矛盾。因此,详细分析了负载特性对孤岛检测的影响,针对并/离网逆变器模型提出了一种带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术,通过反馈实时负载阻抗角改变注入的电流频率扰动,提高了单台逆变器和多逆变器光伏并网发电系统孤岛检测的准确性,消除了检测盲区。同时,通过提出的孤岛检测方法进行分段式改进,降低了由非线性因素引起的并网电流谐波畸变率,改善了系统的电能质量。仿真和实验均验证了所提孤岛检测方法的有效性和可行性。     

光伏并网发电及无功补偿的统一控制

针对常规光伏并网发电系统逆变主电路的结构特点,提出了将无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型控制方案,使光伏并网发电系统在向电网提供有功电能的同时也能够提供电网所需的无功电能,从而简化系统结构,提高供电能力,并节省设备投资.文中详细分析了系统控制结构、瞬时无功检测、并网电流的合成及并网电流的跟踪控制方法.系统以DSP数字信号处理器为基础,在30kVA光伏并网功率调节器实验样机中成功地实现了光伏并网发电和无功功率补偿的统一控制.     

三相光伏并网系统的控制策略研究

本文分析了光伏并网发电系统的工作原理,针对光伏并网发电系统的功率输出级进行了PWM控制策略研究。提出了并网逆变器的直接电流控制策略,并采用电网电压前馈和固定开关频率的控制方案;获得了较快的电流响应速度,实现了并网电流的正弦化和单位功率因数。     

多功能并网变换器容量优化控制策略

随着"双高"电力系统的发展,并网环境呈现薄弱、复杂态势.电网阻抗的存在使得并网点容易受谐波干扰及无功功率波动的影响,恶化并网电能质量,影响并网变换器友好并网,仅以有功功率为传输目标的传统并网变换器已难以适应上述工况.基于现状提出一种具有谐波抑制功能的光伏逆变器控制策略.指令电流由谐波检测环节和直流侧稳压控制环节组成,根...     

光伏并网与有源滤波的统一控制策略研究

将光伏并网与有源滤波相结合的统一控制策略可解决光伏发电系统在光照不足时设备利用率低、有源滤波器功能单一、成本高等问题.但传统的最大功率跟踪控制扰动观测法通过施加扰动量寻找最大功率点,会使光伏模块的输出电流持续振荡,严重影响谐波补偿电流从检测到输出的精度.与传统方法不同,在光伏并网与有源滤波相结合的控制策略中改进分段式变...     

低压微网中三相光伏并网逆变器控制策略研究

在低压微网中,以三相光伏并网发电系统为对象,分析了三相光伏并网逆变器的数学模型。并网逆变器电流内环采用瞬时电流控制,可以实现系统电流动态跟踪,但是电流内环采用传统PI控制需要功率前馈解耦影响和复杂旋转坐标变换。在瞬时电流控制的基础上,对三相光伏并网逆变器提出一种外环为瞬时功率控制、内环为瞬时电流准比例谐振的控制策略,并采用复传递函数方法分析了PR控制器的动态性能。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了光伏并网逆变器参考功率控制;在光伏并网发电系统输出功率发生突变的情况下,电流内环控制具有快速准确动态跟踪性能,并实现了功率解耦控制,为电网输出高质量电能,仿真结果有效验证了该控制策略的效果。     

基于重复PI控制的光伏并网逆变器的研究

针对单纯PI控制的缺点,对光伏并网系统中逆变器的控制进行了改进,提出重复控制和PI控制相结合的电流跟踪控制策略。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动,降低并网电流的总谐波畸变系数;PI控制则利用偏差调节原理,使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号。此外,加入预测算法以便消除逆变器开关器件和输出滤波网络的延迟影响,使并网电流与电网电压相位趋于一致。实验结果表明,新的控制策略可有效改善并网电流波形,同时可保证逆变器输出电流与电网电压同频同相。     

基于滤波电容电流补偿的并网逆变器控制

在并网逆变器中,LC滤波器因容易控制和具有良好的高频衰减特性而应用广泛。分析了输出滤波电容对采用LC滤波的并网逆变器并网电流幅值、相位和低次谐波的影响,提出一种采用滤波电容电流补偿和电网电压前馈的数字PI控制策略,给出了离散时间域下控制器参数的设计方法,并从电网谐波阻抗角度分析了控制器抑制电网电压扰动的能力。理论分析和实验证明,该方案能有效降低并网电流的谐波畸变率(THD),提高并网逆变器输出电能质量。     

300kW光伏并网系统优化控制与稳定性分析

本文基于系统精确建模进行了300kW的光伏并网系统优化控制设计与稳定性分析,应用三相二电平电流控制电压源型的SVPWM逆变器以及LCL滤波器作为光伏阵列与电网之间的接口,具有前馈补偿的同步矢量电流PI控制器对三相光伏并网系统公共点的并网电流实现闭环控制,能够平滑快速地实现文中提出的光伏阵列最大功率点跟踪算法,同时使并网电能质量符合IEEEStd929—2000标准。仿真结果与实验结果验证了所提算法的有效性,充分表明了所提出的控制系统具有良好的动态与稳态性能。     

考虑非计划孤岛的分布式电源无缝切换控制策略

为提高本地负载的供电安全,分布式发电(DG)并网逆变器需要工作在并网和离网两种状态,且能无缝切换。提出一种综合的DG无缝控制策略。针对非计划孤岛DG从并网切换离网状态存在失控区域,易引起本地负载电压和频率越限问题,提出采用P-σ、Q-v解耦的非线性控制,实现失控期间的直接电压限幅;提出结合锁频环和去除积分前向通道的锁相环,在不影响锁相环动态特性基础上,实现失控区域的频率限幅。另外,在该控制结构基础上提出一种虚拟并网的预同步方法,避免并网开关闭合时内外环失配,改善并网过渡过程。基于RT-LAB的硬件在环仿真验证了该策略的有效性。