一种减小有限控制集模型预测控制开关状态计算时间的方法

有限控制集模型预测控制(finite-control-set model predictive control,FCS-MPC)依靠被控逆变器所具有开关状态对控制目标滚动寻优计算。为减小多电平逆变器中滚动计算开关状态所需时间,该文对经典有限控制集模型预测电流控制进行改进。首先,利用控制系统的离散数学模型和参考电流求得被控逆变器在此参考电流下所应输出的参考电压值。此时,引进SVPWM中的分扇区计算概念,判断参考电压所处扇区,最后将该参考电压所处扇区内所包含的开关状态来循环寻优计算。最后Matlab/Simulink仿真平台搭建二极管钳位型五电平并网逆变器系统模型,通过仿真结果,得以验证改进算法的正确性和实用性。     

不对称电压下基于NPC拓扑并网逆变器的模型预测控制研究

不对称电压暂降在电网实际运行中时有发生。该文在建立三相三电平中性点嵌位(neutral point clamped,NPC)并网逆变器数学模型基础上,提出一种电力系统发生不对称故障情况下的模型预测控制(model predictive control, MPC)方法。在预测控制方案中无需PI控制器的使用,没有相应的参数需要调节;通过在代价函数中引入附加控制项的权重系数,可有效保持三电平NPC逆变器中性点电压的平衡。最后在Matlab平台对所提控制策略进行验证。仿真结果表明:当系统发生不对称故障时,NPC并网逆变器能够更有效地抑制负序电流和功率震荡。相比于三相二电平逆变器,NPC并网逆变器在负载侧可以获得更好的电能质量。     

基于双闭环控制的光伏发电用Cuk逆变器研究

提出了一种用于可再生能源发电的新型Cuk并网逆变器,该并网逆变器应用Cuk电路进行输入串联、输出并联,以构成一种新型非隔离单级输出并联输入串联双Cuk逆变电路。该电路采用电压电流双闭环控制策略,以实现输出波型的正弦化,以及使新拓扑获得很好的自适应性和较强的鲁棒性。仿真和实验结果表明,采用双闭环控制后的新型Cuk并网逆变器表现出很好的动态和稳态性能,且输出电流谐波含量低,波形质量好。     

一种定频化的T型三电平并网逆变器模型预测控制研究

模型预测控制能够根据实际控制目标不同来设计不同的价值函数,基于系统数学模型遍历所有的开关状态进行寻优,最终得到最佳的开关状态并输出。该文将这种控制方法应用于T型三电平并网逆变器之中,同时针对模型预测控制开关频率不固定的缺陷,提出了一种定频化的方法。针对价值函数进行求偏导,得到电压矢量与传统调制策略并进行结合。试验波形验证了该文方案的有效性与正确性。     

不同无功控制方式下光伏并网的影响及应对策略

为解决由于光照强度等扰动因素产生的有功出力波动、并网点电压越限、保护动作投切频繁等问题,该文对光伏系统并网时的无功和电压管理策略进行研究。对比目前光伏电站中普遍运用的定功率因数与定电压两种无功控制方式,并利用Matlab对并网光伏发电系统进行建模,研究光照强度扰动下不同无功控制方式对功率特性的影响规律,证明定电压控制方式在电压支撑能力与系统稳定性方面优于恒功率因数控制方式。最后通过青海地区的光伏并网实例进行相关验证并提出应对策略,通过安装SVG等动态无功补偿装置可以提高系统动态调节能力。该研究可为解决大规模光伏并网带来的实际问题提供一定理论和实证参考。     

电压型并网逆变器的冲击电流抑制新方法

针对传统电压型并网逆变器存在冲击电流问题,从变换器电路结构对冲击电流影响的新角度,提出了一种改进的并网逆变器拓扑,其主要特征是设计有内置电阻.通过仿真分析发现,相比传统并网,有内置电阻的并网逆变器并网时的冲击电流抑制效果更好.然后,通过传递函数建立数学模型,对内置电阻下并网能抑制冲击电流的原因进行理论分析,指出原因在于这种情况下产生更小的幅值差,且能消除相位差,并给出了内置电阻的参数设计方法.最后通过实验验证了内置电阻抑制冲击电流的效果,证明了理论分析的正确性.     

有源电力滤波器半矢量预测控制策略研究

针对经典模型预测电流控制算法电压矢量选择范围有限、电流跟踪精度不高的问题,提出改进型模型预测电压控制算法。利用滚动寻优得到较优电压矢量,再利用较优电压矢量和零矢量各作用T_s/2得到半幅值矢量,根据较优电压矢量和半幅值矢量的评价函数选择最优电压矢量。每个周期仅增加一个电压矢量,能有效减小预测电压矢量和实际电压矢量之间的误差,实现对谐波电流的准确跟踪,提高有源电力滤波器的补偿性能。仿真结果表明,所提出的改进型模型预测电压控制算法与经典模型预测电流控制算法相比,补偿电流对参考电流的跟踪更加准确,经补偿后并网电流中的谐波含量由4.86%下降到3.32%,且在稳态和动态情况下都能实现单位功率因数并网。     

基于NB-IoT的民用建筑并网光伏发电系统

常规的民用建筑并网光伏发电系统以电气连接的方式为主,无法获得发电信号的详细位置,会对系统运行造成经济负担。因此,该文设计了基于NB-IoT的民用建筑并网光伏发电系统。硬件方面,设计了并网逆变器与光伏电池板。软件方面,建立了民用建筑并网光伏发电功能模块,设计发电系统的整体功能架构。并基于NBIoT设计了并网光伏发电信号定位算法,获得发电信号的详细位置,减少系统在发电信号位置定位方面消耗的能量,从而确保系统运行的经济性。最后采用系统测试的方式,验证了该系统具有良好的运行经济性,能够应用于实际生活。     

虚拟复阻抗下垂控制的多逆变器并联小信号建模

多逆变器并联是解决光伏等分布式发电扩容、备用、保护的重要手段。针对传统下垂控制方法抗扰能力弱、环流现象严重以及容易产生振荡等不足,文章提出基于虚拟复阻抗的改进下垂控制策略,建立并网模式的传统下垂控制与改进下垂控制逆变器并联小信号数学模型,分析系统特征根的分布对于有功下垂系数、无功下垂系数的影响问题,通过引入虚拟复阻抗增强低频域环境的特征根阻尼,解决逆变器并联运行的振荡难题,研究元件参数对于系统稳定性的影响,为并联逆变器参数选型提供理论依据。最后通过Matlab/Simulink建立数学模型、设置相应参数、验证所提控制策略的合理性与可行性。     

浅议发电机励磁系统对发电网稳定性的影响

同步发电机的励磁控制系统在电力系统运行过程中不仅可以控制发电机的端电压、电流、无功功率、功率因数等重要参数,可在正常运行的前提下控制发电系统的电压和负荷分配,对发电质量也能起到一定的控制作用。对于提高发电系统的稳定性和保障发电系统的运行安全意义非凡。本文对发电机励磁系统和同步发电机的励磁系统和励磁机进行了简要的描述,分析了发电机励磁系统与电能质量之间的关系,并提出如何通过励磁系统提高电能质量,保证用户的用电质量。     

一种智能型光伏发电逆变器设计

研制了一种智能的光伏发电逆变器,它既可以与电网并网又可以独立运行.当它与大电网并网时,采用电压电流双闭环的控制策略,以电流源的形式输出电能;当大电网断开出现孤岛时,它采用电压有效值外环瞬时值内环的闭环控制并进行模糊自调整PI参数,以电压源的形式输出电能.最后在光伏发电实验平台上验证了该方法的有效性.     

三相并网逆变器的LCLC型滤波器研究

在利用可再生能源进行并网发电的电力系统中,针对逆变器输出侧并网电流谐波含量较大,会对电网产生一定冲击的问题,提出一种基于三相并网逆变器的LCLC型滤波器。该滤波器通过两个LC滤波器级联的方法,形成一个四阶的滤波器,并对滤波器采用基于电容电流采样的有源阻尼法,以实现逆变器输出侧并网电流谐波含量的降低和高阶滤波器谐振尖峰的抑制。通过仿真和实验验证,与传统的LCL型滤波器相比,该滤波器能有效地减小系统在谐振频率处的谐振尖峰,更好地提高系统抗干扰能力;采用的有源阻尼法同无源阻尼法相比,能更有效地降低系统损耗,保证电能的质量和电网稳定的运行。     

新型组合式Sepic逆变器双闭环控制研究

针对适用于太阳能并网发电系统的光伏并网逆变器,提出了一种电压电流双闭环控制策略,并据此建立了新型组合式Sepic逆变器的双闭环控制系统。利用Matlab/Simulink模仿工具建立了该控制系统的仿真模型,对该系统进行了稳态仿真和动态仿真,以验证此系统的可行性和有效性。仿真实验结果表明,这种新型组合式Sepic逆变器双闭环控制具有良好的动态和稳态性能。     

分布式光伏发电并网调度的探讨

光伏发电并网体系最关键的就是光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变压器、并网接入点、配套通讯体系。分布式光伏发电属于新型能源,有着很大的发展空间及前景,分布式光伏发电能够有效的缓解当下的能源危机,不过大规模的接进分布式光伏发电会严重的影响配电系统。     

虚拟同步发电机平衡电流控制方法的研究

该文基于VSG电网电压不平衡情况,分析并网电流失衡、输出功率振荡产生的原因和瞬时负序电流量、瞬时功率量的关系,以有效控制虚拟同步发电机平衡电流。并提出在电网电压失衡下适用的一种VSG平衡电流控制策略,主要是通过电流指令对连续电流内环控制与VSG控制进行计算,在对逆变器输出电流进行控制的基础上,保持VSG本质属性。研究结果显示,电网电压失衡下的VSG平衡电流控制策略能够在电网电压失衡状态下对VSG三相平衡电流进行有效控制,还可以使故障电流、无功与有功振荡幅值变小。     

光伏逆变器企业如何应对光伏电站接入电网的技术要求

由于昼夜交替和天气的影响,光伏发电不可能像传统以燃料为核心能源的发电厂一样具有比较平稳的功率输出,光伏发电具有不可控性和间歇性。将太阳能转化为电网可以接受能源的核心设备是光伏并网逆变器,逆变器将直流电转换成交流电的功率电力电子器件在开通和关断过程会引起电网中谐波、三相电流不平衡、电压波动、闪变等     

光伏并网逆变器认证

目前,我国光伏并网逆变器认证采用的标准水平与国际水平相当,除等同采用IEC标准外,还结合国情自行起草了国标、行标或企标,如GB/T 19939-2005、CNCA/CTS0004:2009《400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》和林洋公司的企业标准Q/320681NDB10-2008《光伏发电与电能质量控制一体化并网逆变装置》等。但是我国的光伏标准体系并不健全,光伏产品认证缺少技术     

LCL型单相并网逆变器的控制策略分析与优化

针对LCL型滤波器在谐振频率处存在的谐振尖峰问题,本文提出了一种基于电容电流反馈的有源阻尼策略来抑制谐振尖峰。对于并网电流的控制,本文采用了PI调节器。首先,基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型单相并网逆变器建立了数学模型,并分析了电容电流反馈系数和PI调节器参数对系统环路的影响。其次,根据相位裕度和幅值裕度确定电容电流反馈系数和PI调节器参数,从而提高了系统的稳定性和鲁棒性。最后,通过1 kW试验样机验证了理论的可行性。     

基于滑模控制的Cuk光伏逆变器研究

针对小容量光伏发电系统发电容量较小、输出电压等级低且变化范围比较大,而传统的电压型桥式逆变器已经不能满足需要的情况,提出了一种基于滑模控制的新型双Cuk逆变器,并对其工作原理进行了详细的理论分析.该逆变器应用滑模控制方法实现了输出波形的正弦化,具有更好的输出特性.仿真表明该逆变器能够实现升降压逆变,可以工作在较宽的输入电压范围中,能够有效降低直流侧脉动对输出造成的影响,因此在小容量光伏发电系统中具有广泛的应用前景.     

准Z源逆变器自适应级联模型预测控制

针对准Z源逆变器(qZSI)系统中有限集模型预测控制(FCS-MPC)策略存在权重系数调整繁琐和控制性能依赖于准确模型参数的问题,提出一种适用于qZSI的自适应级联模型预测控制(AS-MPC)策略。该策略根据被控对象的优先级,依次计算各自对应的代价函数,从而消除了权重系数。同时,针对负载电气参数摄动,将其当做系统总扰动,用自适应方法进行估计并更新控制律,因此所提策略无需依赖准确负载电气参数,从而提高了系统对负载电气参数摄动的鲁棒性。实验结果表明,AS-MPC策略无需设计权重系数,结构简单,且电感电流、电容电压和输出电流控制性能优异,输出电流谐波小,动态响应快,对参数摄动鲁棒性强。