电网故障下直驱风电系统网侧变流器控制

在直驱风力发电系统控制中,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制策略,因此快速而准确地检测电网基波电压的大小和相位在网侧变流器同步化设计中是很关键的。介绍基于对称分量法的同步坐标系锁相方法和双同步坐标系解耦锁相方法;研究在不平衡电网电压下变流器中使用的2种不同电流控制器的性能,这2种控制器是基于正参考坐标系和负序分量前馈控制(VCCF)的电流控制器和基于正负序参考坐标系(DVCC)的双电流控制器。仿真和实验结果表明:在电网电压出现不平衡时,精确地检测电网电压基波的正、负序分量并且使用正负序旋转坐标系下双电流控制策略,在网侧变流器控制中起到了一个很关键的作用。     

三电平全功率中压风电变流器研究

将三电平背靠背中压变流技术应用到全功率风力发电系统中,这种方案能够有效减少电流应力和系统体积,有效地扩大全功率变流器的容量.研究了三电平背靠背中压变流器的硬件设计和控制策略,最后实现了实验室样机.     

并网变流器导纳建模及锁相环影响分析

分析并网变流器引起的中高频振荡时,若忽略锁相环(PLL)的影响,可简化变流器模型,从而简化系统稳定性分析。为定量可忽略PLL影响的频段,建立了考虑PLL以及忽略PLL的交流侧输出导纳模型,分析了PLL对变流器交流侧导纳模型的影响。对比分析两个导纳模型之间的差异,从控制带宽的视角,提出了在小信号稳定性分析中忽略PLL影响的前提条件,以及忽略PLL影响频段的起始频率点的计算方法,进而实现简化系统的导纳模型。最后,通过仿真和实验分析了考虑PLL以及忽略PLL对系统稳定性分析的影响,验证了理论分析的正确性。     

并网型中压变流器高频谐振抑制策略

电感—电容—电感(LCL)逆变器接入弱电网时存在高频谐振风险,一般采用滤波电容电流作为状态变量的虚拟阻尼技术实现高频谐振抑制。针对风电用中压变流器滤波电容电流采集受限的特点,提出一种采用网侧变流器电流作为状态变量的虚拟阻尼方法,同时采用带通滤波加相位补偿方式对虚拟阻尼进行优化,满足闭环系统低频段增益要求,同时补偿数字系统控制延迟的影响。最后,以实际中常见的弱电网起机加载和满功率运行时突遇弱电网两种典型工况对高频谐振策略进行仿真与试验验证。     

中压风电变流器的研究和实现

对三电平二极管中点箝位式变流器在风力发电中的应用进行了详细研究,旨在分析该拓扑在风电具体应用中的系统构成、主电路结构、算法实现等关键性问题。完成了中压风电变流器实验平台的设计,并基于DSP+FPGA主从处理器控制平台对关键性算法进行了验证。分析比较了不同调制算法对变流器输出的影响。     

海上大容量中压风电变流器的网侧滤波器设计

和陆基风电变流器不同,海上风电变流5器属于大容量中压系统,其网侧LCL滤波器的设计难度主要体现在几个方面,即中压变流器开关频率是受限的,而滤波器物理尺寸和重量有严格限制,同时电流谐波也有严格标准,因而传统的小功率、高开关频率低压变流器的滤波器设计将不再适用。针对这个问题,本文以三电平中点钳位型风电变流器为例,采用了基于频域模型分析的方法对其网侧LCL滤波器进行了设计,首先提出了一种虚拟电压谐波频谱的概念来对滤波器设计提供相关的约束,然后利用储能对应体积重量的概念简化了设计过程,同时还使用了被动阻尼技术,为滤波器提供了必要阻尼的同时还保持了低损耗和对高频衰减较小的影响。最后,对滤波器性能进行了仿真试验,试验结果表明,在额定感性和容性输出时,输出谐波均符合标准要求,变流器侧最大电流纹波小于20%,最大附加损耗小于标么的0.5%,滤波器设计较为合理,滤波效果较好,附加损耗较低。     

直挂式储能变流器参数设计及控制技术研究

储能系统对于平抑新能源电站的功率波动和参与电网辅助服务都具有重要意义。针对新能源电站应用场景,围绕传统并网储能系统成本高、损耗大、电能质量低的问题,采用级联H桥式电路拓扑,提出了直挂式储能系统的各个关键参数的设计计算方法,形成了中压直挂式储能变流器硬件方案,提出了适用于该系统的主动支撑电网频率和电网故障穿越控制策略。首先在Matlab/Simulink中完成了控制策略的仿真验证,在此基础上研制完成了一台10 kV/2 MW中压直挂式储能变流器样机,并通过实验验证了该系统及其控制策略的有效性。     

5MW三电平中压风电变流器关键技术的相关分析

本文简要分析了5MW三电平中压风电变流器单元设计,并对关键技术控制策略和设计方案展开了讨论,分别对5MW三电平中压风电变流器单元设计中的滤波器设计、斩波单元设计、预充电回路设计进行分析,同时根据5MW三电平中压风电变流器关键技术控制策略中的网侧变流器控制、机侧变流器控制等予以详述。最后对基于IEGT的5MW三电平中压风电变流器设计方案予以剖析,对主电路损害、热设计等予以分析。     

中压一体化储能变流器的设计

文章对电池成组技术进行分析,比较了不同电池成组方式的优劣,确定了电池串联中压成组方式。针对电池成组方式对主电路拓扑结构进行对比设计,采用一种中点箝位型三电平单级储能变流器的拓扑结构,再对三电平变流器进行分析,采用LCL谐振抑制技术,采取了双环比例积分的控制策略。研制了一台15 k W的储能变流器样机,通过实验验证了此方案的可行性和优越性。     

具有直流故障穿越能力的柔性配网变流器研制

柔性配网变流器将不同低压交流母线互联,可平衡母线间的负荷,提高配网设备的利用率。针对传统的配网变流器在直流故障容易损坏的缺陷,设计了1 500 V/1 MW的具有直流故障穿越能力的柔性配网变流器,首先分析了所设计的柔性配网变流器穿越直流故障的工作原理,然后设计了其主电路参数和控制策略,最后设计了可同时测试两套配网变流器的试验系统,对所设计配网变流器的初级参数和控制策略进行了有效的验证。     

数字锁相环同步切换系统的设计

同步切换是将电动机从变频器切换到电网供电,然后使电动机脱开变频器;或者使变频器与准备脱离电网供电的电动机进行匹配,然后脱开电网,切换到由变频器控制.如果切换不当,会引起很大的冲击电流和功率倒灌.为保证电网和变频器的安全性,采用Matlab软件对高压变频器和电网之间的切换进行研究,计算各种切换情况的冲击电流和功率流向,捕捉最佳投切时刻.设计了切换顺序和各切换状态、数字锁相环系统及在FPGA中的实现,最后给出了相应的切换算法.     

基于自适应滑模观测器的新型快速锁相环设计

为了提高电力系统中各种装置控制器的性能,需对单相电网电压的相位和频率进行准确、快速估计,为此设计了一种用于单相电网电压的新型快速锁相环PLL(phase-locked loop)方案.新型PLL基于自适应滑模观测器实现了对频率和相位的估计.由单相电网电压状态空间形式可知,系统可观,并得到Luenburger观察器,进一...     

基于模糊PI控制的数字锁相环

提出了一种基于模糊PI控制的数字锁相环,给出了算法以及程序流程图。并通过实验验证了该方案的可行性。     

基于瞬时无功理论及数字锁相环路的动态电压恢复器控制策略研究

动态电压质量问题随着信息技术和自动化技术的发展越来越受到重视,动态电压调节器(Dynamic VoltageRestorer简称DVR)是解决这一问题的主要手段,它能有效抑制电网电压波动对敏感负载的影响。本文提出的基于瞬时无功理论以及数字锁相环路为基础的控制策略,对控制策略的验证采用工科常用的MATLAB中的Simulink模块,仿真结果表明该控制策略的稳定性和反应速度都较以前有了很大的提高,实用性更强。     

基于广义积分器的电力单相锁相环研究

针对目前软件锁相环技术存在锁相误差及滤波延时的不足,笔者基于瞬时无功理论的单相锁相环技术,提出一种通过二阶广义积分器来构造正交信号的方法.并对输入电压存在直流分量的情况下,分析了正交电压分量输出的偏移情况,设计一个前馈低通滤波器后,性能有了明显的改善.最后通过在PSCAD/EMTDC中单相可控并联无功补偿(TCPC)系...     

火电厂辅机变频器低电压穿越能力的研究

全面统计分析网内大型火电机组辅机变频器的使用情况,研究变频器的主要参数对低电压穿越能力的影响,以提高其低电压穿越的能力。统计甘肃电网内大型火电机组辅机主流变频器型号,进行火电厂辅机变频器低电压穿越试验,得到辅机变频器测试结果。针对不同机组辅机特性以及系统设计,量身定做,研究制定辅机变频器改造方案。     

城市中压环网供电方式的探讨性研究

对城市中压配电网的"手拉手"、"N供1备"、"多分段多联络网格式"等接线模式下开闭所的配置和衔接环网供电进行了分析和探讨,提出开闭所在不同环网接线中的配置数量、接线方式、设计容量、负荷开关与断路器的选择应用和建议,充分利用已有环网接线资源优化配置开闭所,衍生改组网络,挖掘环网配置潜力,可使开闭所互联互供并有效地分配电力,最大限度地提高电缆线路负载率,优化环网结构,对推迟新建项目具有潜在的投资效益。     

电网电压深度不对称跌落时的双馈风电变流器控制技术

针对电网电压不对称跌落故障,提出一种用于双馈风机的变流器控制策略,以满足低电压穿越标准的要求。策略使用转子侧变流器控制转子正序电流以保证风机的有功和无功输出,网侧变流器保持额定电流输出能量,同时使用斩波器稳定直流母线电压。针对1.5MW双馈风电机组进行了仿真模型和实际测试验证,结果表明该策略有效保证了双馈风机系统低电压穿越的实现。     

实现相位和频率检测解耦的快速锁相环

同步旋转坐标锁相环(SRF-PLL)及其改进型锁相环的相位与频率紧密耦合,电压相位发生突变而频率不变的情况下,检测得到的频率会经历一个暂态过程,导致频率检测的不准确。为此,在准一阶锁相环(QT1-PLL)结构基础上,增设解耦单元,提出改进型准一阶锁相环(MT1-PLL),实现相位与频率检测的解耦。为提高MT1-PLL对不对称、谐波等的抗干扰能力,将级联延迟信号消除法(CDSC)滤波与数学运算滤波结合成前置滤波模块,提取基波正序电压。该前置滤波模块能够滤除2次谐波,且整个滤波过程耗时仅为0.635个周期。同时,考虑了电网频率偏移、信号采样频率的影响,采用误差前馈的方法补偿它们在滤波模块造成的相位误差。最后,在PSCAD/EMTDC中设置各种工况,仿真验证了MT1-PLL、滤波模块以及相位误差消除方法的有效性。