一种增强并网逆变器对电网适应性的阻抗重塑控制策略

针对并网逆变器在弱电网条件下容易发生谐振或失稳的问题,以弱电网下运行的逆变器为例,采用阻抗分析法研究了外部电网阻抗对其稳定性的影响,分析了逆变器稳定性与谐振的关系,提出一种阻抗重塑控制策略对并网系统相位裕度进行补偿,进而提升逆变器对宽范围变化的电网阻抗的鲁棒性,并给出具体设计步骤及相关参数选取方法,该控制策略无需检测电网阻抗即可完成相位裕度补偿,克服了传统方法因电网阻抗测量结果不准而难以达到预期补偿效果的缺点。最后,在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了逆变器并网仿真模型并进行了样机试验,验证了所提控制策略的有效性与正确性。     

结合数字延时补偿的并网逆变器阻抗重塑方法

首先建立并网逆变器阻抗模型，探究数字延时导致系统稳定性降低的原因，然后提出一种结合数字延时补偿的并网逆变器阻抗重塑方法，包括牛顿插值预测的延时补偿策略和逆变器阻抗重塑策略。该方法可有效削弱数字延时对逆变器输出阻抗的不利影响，提高阻抗相交点频率处的相位裕度，拓宽并网系统适应电网阻抗变化的范围。最后，基于半实物仿真平台RT-LAB，搭建并网逆变器模型进行实验，验证该方法的有效性。     

提高弱电网下并网逆变器稳定性的复合补偿策略

采用电压前馈控制以及H∞控制组成的H∞复合控制策略,利用阻抗分析方法,分析电网阻抗对并网逆变器稳定性的影响,通过分析并网逆变器的输出阻抗特性,提出了一种在电压前馈通道引入复数滤波器以及在系统前向通道引入超前校正环节的复合补偿方法,以此提高并网逆变器在弱电网下的稳定性.最后,在MATLAB/Simulink中对所提方法进...     

弱电网下多LCL型并网逆变器谐振模态分析

针对弱电网下多LCL型并网逆变器谐波谐振机理分析,传统频域分析法需要通过高阶复杂的传递函数获取系统谐振频率,且不能得到更多谐振信息的相关问题。该文提出模态分析法分析并网系统的谐振特性,确定谐振频率、节点参与因子等谐振信息。首先建立典型三相LCL型并网逆变器系统诺顿等效模型;基于该模型,对比分析模态分析法和传统频域分析法的应用原理,并阐述模态分析法在谐振分析中的优势。其次,采用模态分析法研究逆变器数量、逆变器类型、电网阻抗、线路阻抗、控制参数及LCL参数对并网系统谐振特性的影响规律,并与传统频域分析结果进行对比。然后,将模态分析应用到不同参数多并网逆变器谐振特性分析。最后通过仿真试验验证谐振模态分析的正确性。     

弱电网下考虑装置死区效应时的逆变器并网电能质量分析

弱电网接入下,逆变器-电网级联系统的阻抗不匹配易导致逆变器并网系统的稳定性能降低。为建立更准确的逆变器输出阻抗模型,以LCL型并网逆变器为例,将装置死区效应考虑到并网逆变器建模中。同时,考虑长线路对地分布电容的影响,建立弱电网下长线路分布参数模型并分析其输入阻抗幅频特性。基于此,采用基于奈奎斯特稳定判据的阻抗分析法分析并网系统稳定性并计算其稳定裕度,研究随着死区时间和长送出线线路长度的增加并网系统稳定裕度值的变化规律,并利用PSIM 9.0平台建立相关仿真模型,证明了理论分析的准确性和可行性。     

基于遗传粒子群算法的光伏并网逆变器参数辨识

在并网光伏发电系统模型基础上,通过分析逆变器控制器结构,确定待辨识参数。提出一种基于遗传粒子群(GAPSO)算法的光伏并网逆变器参数辨识方法,同步辨识各控制参数。辨识结果与遗传算法和粒子群算法辨识结果的对比表明,GAPSO参数优化模型在辨识精度和收敛速度方面具有明显的优越性。最后对参数辨识模型的泛化能力进行评价,比较了3种不同扰动情况下的仿真曲线与测试曲线,验证了模型的适用性和准确性。     

考虑电网阻抗影响的LCL型并网逆变器控制策略

在考虑电网阻抗情况下对带LCL滤波器的三相光伏逆变器稳定性以及相应的控制策略进行研究。详细分析电网阻抗对并网光伏系统稳定性的影响,同时提出基于状态反馈极点配置的逆变器控制策略以实现系统极点的任意配置,从而抑制电网阻抗对系统电能质量以及稳定性的影响。最后建立系统仿真和实验模型进行验证。结果表明:电网阻抗易导致采用PR+HC控制器的光伏并网系统出现不稳定,降低系统并网电能质量;所提出的极点配置方法可有效抑制电网阻抗对系统稳定性影响。     

应用于谐波放大治理的统一阻抗适配器研究

在高渗透率电网环境下,多逆变器并网系统更易出现谐波放大甚至失稳的问题。众多学者致力于通过并联阻抗适配器来缓解这个问题,但其既不易实现过小阻抗的虚拟,也无法有效抑制电网背景噪声的放大。针对上述问题,提出统一阻抗适配器,弥补并联阻抗适配器的不足。首先基于阻抗模型对弱网下多逆变器电网络耦合系统的谐波放大机理进行分析,明确了系统谐波放大甚至失稳的原因——系统欠阻尼特征和谐波源。其次介绍了并联阻抗适配器解决上述问题的机理与不足之处。再次,提出一种在并网点虚拟谐波段串并联阻抗相结合的统一阻抗适配器,解决系统谐波放大问题,提高并网电流的质量。最后搭建RT-LAB硬件在环仿真实验平台,验证了所提方案的有效性。     

弱电网条件下并网逆变器的稳定性

位于偏远地区分布式发电系统长距离传输线给电网引入不可忽略的阻抗,使电网呈弱电网特点。当弱电网阻抗与逆变器输出阻抗不匹配时,并网电流在某些特定频率发生谐振,从而破坏逆变器的稳定性。基于阻抗分析法研究弱电网阻抗对LCL型并网逆变器稳定性的影响,并给出一种新型电容并联虚拟电阻有源阻尼算法来提高弱电网下并网逆变器的稳定性。最终,在一台500 W实验平台中对算法进行验证。     

基于阻抗分析法的风储并网系统谐波稳定性分析

储能系统多通过逆变器接入电网,大量的并网逆变器会对网络的稳定性造成较大的影响,易引发谐振。建立了风储并网系统的阻抗模型,研究了风机转子侧电流环比例增益和积分增益、储能逆变器电流环比例增益和积分增益对系统稳定性的影响。采用基于入网电流反馈的有源阻尼振荡抑制策略,提高弱电网条件下风储并网系统的谐波稳定性,并分析了其控制参数对谐波振荡抑制的影响。最后通过仿真结果,验证了分析结论的准确性和方法的有效性。     

弱电网下基于电网阻抗自适应的双模式并网稳定控制策略

随着分布式能源的渗透率的提升,电网变得越来越弱。考虑到弱电网下并网逆变器接入点的等效电网阻抗往往随着线路阻抗、并网机组数量、负载以及系统运行方式等因素的变化而发生变化,因此针对目前2类主要的逆变器并网控制模式,即电流源模式(CSM)和电压源模式(VSM),从功率传输的单调性和阻尼特性与电网阻抗大小之间的关系出发,推导了CSM和VSM这2种模式的电网阻抗稳定运行边界,由此提出弱电网下基于电网阻抗自适应的双模式并网稳定控制策略:当电网阻抗较小时,逆变器在CSM下运行,而当电网阻抗较大时,逆变器切换到VSM下运行,使逆变器在更宽的电网阻抗变化范围内稳定运行。同时,提出CSM和VSM这2种模式之间的无扰动切换方案,并通过实验验证了上述分析的有效性和所提控制策略的可行性。     

并网逆变器二自由度控制策略研究

为应对新能源分布式发电系统接入所致的电网阻抗变化对并网逆变器稳定运行的影响,提高其应对电网变化的能力,提出含电网阻抗估测的并网逆变器二自由度控制策略。首先构建含电网阻抗的并网逆变器模型,研究电网阻抗变化所致的阻抗失配对并网系统稳定性的影响;其次提出一种可独立调整跟随控制和抗扰控制的二自由度控制策略,设计出跟随控制器及抗扰控制器,采用非特征次谐波注入法实时估测电网阻抗,给出含电网阻抗检测的完整二自由度控制方案;最后进行仿真研究和实验验证。结果表明:所提二自由度控制策略具有同时兼顾电流快速跟随和抗电网阻抗扰动能力,可有效提高并网逆变器的稳定性。     

基于功率极限在线辨识的风电功率控制模型

当一定规模的风电接入区域电网的某一节点后,对电网的无功平衡和电压稳定将带来影响。针对这一问题,文章研究了风力发电系统并网功率极限判别模型,并在此基础上建立了以风电系统接入节点等效阻抗为变量,描述功率变化状态的功率状态方程;研究了基于符合实际风电场特性的双馈风力发电系统等值模型、功率极限在线判别的双馈型风力发电系统并网控制改进方法和风电系统并网功率实时在线修正模型,实现了并网输出功率的在线控制。文章还通过电网实例,验证了所述计算方法的有效性。     

一种提高数字控制LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的补偿策略

与模拟控制相比,采用数字控制的LCL型并网逆变器会引入控制延迟,在电网阻抗变化较大的弱电网中,严重降低了系统的稳定性。为了提高数字控制的LCL型并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性,提出一种比例-相位滞后的补偿策略。首先,在考虑控制延时的基础上,对电网阻抗宽变化范围内的系统进行稳定性分析;然后基于Nyquist稳定性判据识别稳定区域,并合理设计比例和相位滞后补偿器的参数,使改进后的系统在电网阻抗宽变化范围时仍能够稳定运行。最后,仿真与半实物实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

弱电网低电压穿越期间并网逆变器系统的小干扰稳定性研究

针对弱电网系统在低电压穿越期间的小干扰稳定性问题,文章首先建立了并网逆变器系统的小干扰线性化模型,推导出电网阻抗、锁相环及电流环之间的耦合关系;然后采用特征值分析法对整个并网逆变器系统进行了全面的模态分析;并通过系统根轨迹图详细分析了电网强度、锁相环带宽及电流环带宽对系统小干扰振荡特性的影响规律.分析结果表明,电网连接...     

一种基于能量成型控制的并网电流谐波抑制方法

合理设计并网控制器,对并网逆变器提升并网电流谐波抑制能力至关重要。传统下垂控制逆变器的并网控制器结构复杂且控制参数多,不利于实际应用。因此,提出一种新型电压型控制逆变器并网电流谐波抑制方法,将并网逆变器模型转化为端口受控Hamiltonian模型,并与能量成型控制理论相结合设计了并网电流谐波抑制控制器,具有控制结构简单、控制参数少等优点。最后,基于实验室搭建的Danfoss变频器平台,利用RTBox控制器对控制方法进行数字化实现,在不同试验环境下验证了所提的并网电流谐波抑制方法。     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器(TGCI)接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂.提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无...     

弱电网条件下LCL型三相光伏并网逆变器研究

针对常规并网逆变器在弱电网环境下易出现不稳定情况,在考虑电网阻抗变化条件下设计LCL型滤波器网侧电流及电容电压双闭环控制策略。基于LCL型光伏并网逆变器拓扑结构,在dq同步旋转坐标系下建立数学模型,进行解耦及控制器设计。分析电网阻抗变化对LCL型滤波器的影响,给出一种考虑不同电网阻抗条件下锁相环扰动的系统参数设计方法。最后通过仿真验证理论推导的正确性和可行性,以及三相光伏并网逆变系统的稳定性和鲁棒性。     

弱电网下级联H桥光伏并网逆变器稳定性分析

随着大规模新能源发电设备的接入,可能会形成对外呈感性的弱电网,这将影响逆变器系统的稳定性.针对级联H桥光伏并网系统,分别考虑锁相环和电压前馈的影响,对输出阻抗进行建模,并基于阻抗稳定判据分析延时时间、锁相环带宽、谐振前馈系数对并网系统稳定性的影响.最后,提出一种通过相角补偿来增强级联H桥光伏并网逆变器在弱电网条件下稳定...     

基于数值等效建模的双馈风电场次同步振荡研究

针对双馈型风电场并网引发次同步振荡的问题,对涉及的次同步控制相互作用进行研究分析。基于PI控制环节数值等效电路,建立了双馈电机转子侧变流器的等效电路模型,并通过对内外环参数的灵敏度分析进行了模型简化。在此基础上,对全系统的等值电路模型进行了阻抗频率扫描,得到了系统的阻抗频率曲线,并基于此分析了双馈型风电场并网次同步振荡的影响因素。通过时域仿真分析验证了对次同步振荡影响因素分析的正确性和所建模型的适用性。