不平衡电压条件下并网逆变器多目标协同控制

为提高电压不平衡条件下并网逆变器的运行性能,提出一种功率振荡与当前谐波抑制的多目标协同控制策略.首先建立了基于无波动条件下平衡电流、有功功率、无功功率的数学模型,并将峰值限制在安全范围内.然后,针对传统离散傅里叶算法运算复杂度高的缺点,提出一种适用于电压正负不平衡序列的简化滑动递归离散傅里叶变换(SRDFT)算法,准确、快速地分离正、负序向量分量.实验结果表明,在电压不平衡的情况下,并网逆变器的输出电能质量可以得到显著改善,在抑制电流畸变、减小功率波动的同时,保证了系统的安全快速响应,实现了多目标协同控制.     

基于果蝇算法的电网不平衡时并网逆变器多目标优化控制研究

在电网不平衡情况下并网逆变器的输出存在三相电流不平衡、有功及无功功率二倍频波动。为提高并网逆变器输出的电能质量,提出一种基于果蝇算法的电网不平衡时并网逆变器多目标优化控制策略。该方法采用瞬时功率直接计算得到建立不同控制目标下含参的统一电流参考矢量解析表达式,并基于各目标下的波动相对值建立起多目标函数表达式,利用果蝇算法对多目标函数的参数解进行全局寻优,从而得到优化后的电流参考值,实现并网逆变器的优化协调控制,提升了并网逆变器在不平衡电网条件下整体的控制性能。仿真实验表明,所提优化策略和所采用的智能群体寻优算法的可行性和有效性。     

IGG法和扩展傅里叶结合的间谐波分析

为获得准确的间谐波信号的频率分布估计值,提出了基于中国科学院测量与地球物理研究所的IGG(Institute of Geodesy & Geophysics,Chinese Academy of Sciences)法扩展傅里叶变换的间谐波分析方法.扩展傅里叶变换利用变换基函数代替传统离散傅里叶变换DFT(discrete Fourier transform)中的指数基部分,构造间谐波信号模型的目标函数,通过迭代对原始数据进行近似拟合;然后利用IGG算法迭代过程具有良好的抗粗差能力和可靠的收敛性等特点,求解上述目标函数.通过仿真验证,该方法具有超频率分辨和抗干扰特性,而且无需同步采样和过长的采样数据,因而在电力系统谐波测量中有较大的应用价值.     

6kV煤矿供电网混合有源滤波器的应用研究

提出一种适用于高压大容量环境且投资成本较小的新型混合有源滤波器(HAPF).在谐波检测方面,利用系统样机验证了基于坐标变换的离散傅里叶变换(DFT)滑窗迭代谐波电流检测算法;在谐波电流补偿输出的控制算法方面,总结出一种基于递推积分PI和离散滑模变结构控制的复合谐波电流控制算法,这两种算法均采用S函数来构建,通过了Mat...     

多路输入电能回馈直流模拟负载的研究

提出了将直流模拟负载单元进行模块化设计,实现多模块并联且将电能回馈电网的节能方案.直流模拟负载模块采用并联输入并联输出的工作方式,数字控制和模拟控制相结合的混合控制方式,实现每个模块输入电流的独立高精度控制.为提高并网电能质量,采用基于离散傅里叶变换的闭环锁相控制方法,并网逆变控制引入重复控制实现周期性扰动的无静差调节.根据所提出的方案设计了样机,实验结果验证了该方案能实现模拟负载模块输入电流的精密控制,且有效抑制并网电流谐波,实现高功率因数,额定功率下并网电流总谐波失真为0.7％.     

RDFT算法在有源电力滤波器中的应用

提出了一种基于递归离散傅里叶变换(RDFT)的谐波检测算法,该算法采用滑窗迭代方法由离散傅里叶变换推导而来,具有运算量小、实时性好等特点,适合用数字信号处理器实现.并联型有源电力滤波器(APF)可以采用RDFT算法单独检测出非线性负载电流的基波成分与各次谐波成分,并根据需要生成补偿电流指令,实现对谐波电流的选择性补偿或...     

一种高精度的电网谐波/间谐波检测的组合优化算法

为了提高电能质量,准确测量电网中的谐波和间谐波频率、幅度和相位,给出一种高精度的电网谐波和间谐波检测的组合优化算法。首先,利用双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法,检测出谐波和间谐波的频率值;再构建谐波和间谐波信号幅值和相角参数的目标函数,设定初始值和迭代精度,由拟牛顿优化算法对目标函数进行迭代运算,检测出相应的谐波和间谐波信号的幅值和相位角。利用该方法对复杂间谐波信号进行检测,仿真实验结果表明,基于双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法和拟牛顿法的组合算法实现了间谐波幅值、频率和相位三个特征的较高精度检测。且该算法具有较高的抗噪声干扰能力。     

逆变器交直流侧谐波交互影响分析

针对典型的逆变器并网系统,研究电网电压背景谐波对公共并网点(PCC)电能质量的影响。电网电压含有谐波时,会引起直流侧电压、电流异常波动,综合考虑幅值和相序结合开关函数的傅里叶表达式,分析逆变器交直流侧交互影响机理,经过数学推导得出公共并网点的谐波特性。然后提出一种基于并网系统小信号模型的阻抗分析法定量分析PCC电流谐波含量。利用Matlab/Simulink软件搭建电网背景谐波并网系统,检测特定次谐波与理论计算值作对比,考虑并网系统具有的谐波特性,提出一种准确度较高的混合电力滤波器(HPF)滤波方式达到改善新能源并网背景谐波注入下的并网点电能质量。     

改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法

针对传统单矢量模型预测控制负载电流谐波含量大和多矢量模型预测控制开关频率高、功率损耗大的问题,在给出传统双矢量并网逆变器模型预测电流控制方法的基础上,提出改进的低损耗并网逆变器双矢量模型预测电流控制方法。该方法结合无差拍控制思想计算目标参考电压矢量,以电压矢量为目标函数,并通过优化电压矢量选择,减少了控制算法计算量,降低了负载电流谐波含量、逆变器开关频率和功率损耗,从而提高了并网逆变器的运行效率。通过仿真和实验对比研究了传统单矢量法、传统双矢量法和所提方法的控制效果,并验证了所提方法的有效性。     

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。     

智能配电网中微电网的多目标优化配置

微电网在配电网中的优化布置与定容问题是智能电网发展面临的重要问题,为此同时考虑了有功网损和电压改善程度2个重要指标,将微电网接入智能配电网的配置问题转化为同时含有连续变量(微电网的接入容量)和离散变量(微电网的接入位置)的多目标非线性优化问题,并结合具有量子行为的粒子群优化算法和二进制粒子群优化算法进行求解.算例结果验证了该方法的有效性,可对微电网在规划阶段的选址和定容提供参考.     

基于RLS自适应算法的APF电流检测

有源电力滤波器(APF)电流检测算法使用低通滤波器(LPF)提取基波有功直流分量,直流分量的提取精度直接影响着指令电流信号的计算精度。提出一种应用数字递推最小二乘法(RLS)替代模拟LPF的电流检测新方法。RLS自适应滤波算法是在采样周期内对整体采样序列进行滤波器权系数最优化搜索,即对权系数迭代中的步长寻优,从而准确地跟踪输入信号的直流分量。新方法以瞬时无功功率理论为电流检测依据,利用坐标、三角变换矩阵根据电网三相瞬时电流计算出电流瞬时有功、无功交/直流分量。应用Matlab软件编写RLS自适应滤波算法程序进行仿真,结果表明APF电流检测中采用数字RLS自适应滤波提取直流分量的方法是可行、有效的。     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

海上风电并网的有限控制集模型预测控制

针对海上风电场柔性直流输电(voltage source converter high voltage direct current,VSC-HVDC)系统传统矢量控制中,PI参数难以整定、需要调制器以及难以实现多目标优化等问题,提出了一种基于有限控制集模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)的新型海上风电VSC-HVDC并网控制策略。该方法结合并网逆变器的离散数学模型,通过电流误差构造价值函数,以价值函数为优化目标,预测并网逆变器未来时刻的开关状态;为避免计算时间延时并实现多目标优化,引入延时补偿和权重系数,产生最优开关组合触发并网逆变器。在Matlab/SIMULINK中建立风电并网系统的仿真模型,并采用FCS-MPC和传统PI控制两种方法实施并网控制,通过对风电场功率波动及电网发生故障等多种运行环境进行仿真,结果有效验证了所提出的FCSMPC方法应用于VSC-HVDC海上风电场并网系统对直流电压的控制能力和故障恢复能力。     

电网电压不平衡条件下VIENNA整流器滑模控制策略

三相VIENNA整流器作为新型的三电平拓扑结构,因其功率密度高、电压应力小和实现单位功率因数运行等特点在大功率整流场合中运用广泛。针对电网不平衡时直流侧电压产生的二倍频波动,设计了一种在两相静止坐标系下的改进型不平衡控制策略。首先利用双同步坐标系的解耦软件锁相环实现电网电压正负序分量的分离,然后基于正负序双电流环独立控制结构将滑模控制SMC（sliding mode control）引入到电流控制器中,通过所设跟踪误差选取合适的滑模面及滑模趋近律,有效实现了直流电压纹波抑制以及输入电流谐波含量的最小化。最后在Matlab/Simulink软件中搭建了电网不平衡下VIENNA整流器控制系统的仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

复杂电网下基于CSDFT-MAF-PLL的电压同步方法

针对滑动离散傅立叶变换锁相环SDFT-PLL(sliding discrete Fourier transform phase-locked loop)在含整数次谐波及直流偏移分量等复杂电网条件下,发生频谱泄漏影响电压同步问题,设计一种级联型频率自适应SDFT-PLL装置CSDFT-PLL(cascaded SDFT-...     

基于动态滑模控制的并网逆变器控制策略

为了使三相LCL并网逆变器输出较理想的电压、电流,提高逆变器的运行性能,根据逆变器在d/q两相同步旋转坐标系中的数学模型,提出了电流内环的动态滑模控制策略。直接功率外环为电流内环提供参考电流。为消弱抖振问题,电流内环采用动态滑模控制。最后经PSCAD软件仿真验证了该控制策略的正确性和可行性,并且该方法能保证三相LCL并网逆变器在单位功率因数运行,具有应用参考价值。     

电网严重畸变情况下的锁相策略研究

针对传统三相软件锁相环PLL(phase-locked loop)在电网电压同时含有较低次谐波分量和负序分量等严重畸变情况下不能完成精准锁相的问题,提出基于滑动离散傅里叶变换DFT(discrete Fourier transform)滤波原理的新型三相软件PLL.滑动DFT算法可以准确地从含有各次谐波的电网电压中提取...     

弱电网下基于虚拟母线电压控制的双馈风机稳定性优化研究

为了提高弱电网下双馈风机并网的稳定性,研究了弱电网下基于虚拟母线电压控制的双馈风机稳定性优化问题。首先建立了双馈风机系统接入弱电网的小信号模型,基于特征值分析法,发现电网强度较弱或风机输出功率较高时,会导致系统稳定性变差甚至振荡失稳。然后提出了一种弱电网下提高双馈风机稳定性的虚拟母线电压控制方法,相当于改变了锁相环跟踪并网点的位置,降低了电网阻抗,等效为提升了风机并网点的电网强度。接着分析了虚拟母线电压控制对系统稳定性的影响效果并分析了补偿因数和时间常数的设计范围,研究发现系统稳定性随着补偿因数的增加而增强,随着时间常数的增加而变弱。在Matlab/Simulink中搭建了双馈风机接入弱电网的时域模型并在半实物平台中进行实证,验证了该优化控制方法的正确性和有效性。     

风力发电系统中PWM并网逆变器的研究

针对风力发电系统的特性,设计了与电网并联的PWM逆变器控制系统,该系统采用电流瞬时值反馈控制,直接以电网电压同步信号为逆变器输出电流跟踪指令,通过对网侧电流的闭环跟随控制,实现以单位功率因数向电网馈送电能。对系统的稳定性进行了分析,实验结果证明了该逆变器控制系统的可行性和正确性。