针对不平衡电网的谐波检测新方法

为解决不平衡电网中电压相位偏移及电流中存在不平衡分量对谐波检测造成的影响,利用二阶广义积分原理设计了一种适用于电网电压不平衡且可抗直流分量干扰的锁相环;其次,在传统d-q变换谐波检测法的基础上做出改进,利用对称分量法提取负序基波电流,经Park变换得到负序基波电流在正序坐标系下的交流分量,从而消除传统谐波检测方法在三相不平衡工况下对正序基波电流检测时的误差。经仿真验证分析,该方法能有效检测出不平衡电网中的谐波电流。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

一种新颖的三相不平衡电网的锁相方法

针对电网故障时可能出现的三相电网电压不平衡的情况,提出一种静止坐标系下通过梯度下降法直接估测正负序分量的方法。该方法结构简单,无需将电网电压变换到同步旋转坐标系下,在静止坐标系下通过数值算法求解根据梯度下降法原理得到的非线性方程组,进而直接估测出正负序分量的幅值、相位和频率。通过实验评估该锁相方法的性能,实验结果表明,所提方法在电网发生不平衡故障时,具有较快的响应速度,即使电网电压在故障后相位、幅值和频率均有大幅跳变时,锁相环也基本能在两个工频周期以内完成锁相。     

基于虚拟磁链的光伏并网逆变器同步方法

在电网发生不平衡故障情况下,光伏并网逆变器会因电网负序分量导致PWM正弦调制失真,电网同步跟踪精度差等问题,为此提出一种基于虚拟磁链(virtual flux,VF)的频率自适应同步方法。该方法结合VF无需电压传感器和二阶广义积分器(second order generalizd integrator,SOGI)无需进行正负序坐标运算双重优点。虚拟磁链可准确观测光伏逆变器定向电压矢量,利用SOGI的谐振特性避免正负序分量计算延时。锁频环(frequency lockedloop,FLL)为VF提供快速准确电网正序频率。仿真和实验结果表明所提虚拟磁链观测方法能够提高自适应同步跟踪的快速性和精确性。     

基于双二阶广义积分锁频环的光伏并网发电系统仿真研究

电网不对称故障时,光伏发电系统中的负序分量和谐波分量会影响并网逆变器中的锁相环及控制算法。文章提出一种具有自适应滤波的双二阶广义积分锁频环技术,用于电网电压和并网电流正负序分量的提取以及电网电压同步信号的检测,并将该技术引入到正负序双电流环控制策略,通过优化不平衡控制策略中锁相环的方法,提升光伏并网逆变器整个控制系统应对电网不对称故障的能力。通过Matlab/Simulink软件平台搭建基于DSOGI-FLL锁频环的光伏并网发电系统模型并进行了仿真研究,结果表明,文章控制策略在电网不对称故障时有助于消除有功功率的2倍频波动以及抑制并网电流中的谐波分量。     

基于二阶广义积分器的谐波电流检测算法

为解决谐波电流检测算法问题,依据三相负载电流在αβ坐标系下的表现形式,提出了一种基于二阶广义积分器的谐波电流检测方法,适用于三相三线制对称和不对称系统。该方法通过Clark变换将三相电流信号转化为静止坐标系下的两相电流,再分别利用二阶广义积分器的特性提取基波电流分量,最后通过反Clark变换将基波电流分量变换成三相电流,与电网电流相减后得到谐波电流,便于工程中有源滤波器只对谐波电流进行补偿。仿真结果表明,该方法简单可靠、易于数字实现、检测效果好。     

电压不平衡下笼型机风电场STATCOM控制策略的研究

公共连接点(PCC)电压不平衡情况下,负序电压引起笼型风力发电机组电磁转矩以2倍电网频率脉动,从而降低传动装置的使用寿命。文章设计了笼型机风电场静止同步补偿器(STATCOM)的正、负序双环叠加控制策略,正序电压控制策略控制公共连接点电压和STATCOM直流侧电容电压为给定值,负序电压控制策略控制公共连接点负序电压分量为零,从而消除笼型发电机电磁转矩的脉动。最后,在PSCAD/EMTDC环境下建立包括风电场、STATCOM和电网的仿真模型。仿真结果表明,所提出的控制策略有效地改善了PCC电压不平衡度,消除风力发电机组电磁转矩的脉动,从而验证了所提出的正、负序双环叠加控制策略的正确性和有效性。     

不对称电网电压下光伏并网逆变器控制策略研究

光伏并网逆变器直接功率控制系统的两相静止坐标系模型无需旋转变换就可以实现无锁相环运行。但系统相关变量为交流量,采用比例积分(PI)控制不能实现无静差调节。并且在不对称电网电压的情况下,不能同时实现系统输出功率和网测电流质量的控制。针对上述问题提出一种协调自抗扰直接功率控制的设计方法,无需对网侧电流的正负序分量和电网电压负序分量进行提取,能够简化系统控制结构,提高鲁棒性。其中,为了避免电网频率变化影响,电网电压的正序分量分离采用自适应陷波滤波器技术。为了网侧电流和瞬时功率的协调控制,在自抗扰直接功率控制策略基础上,功率给定值采用加权的方法来获得。最后借助Matlab/Simulink对该文所提出的策略进行仿真,验证所提控制算法的有效性和可行性。     

风力发电系统中基于双同步参考坐标变换的锁相环设计与实现

该文提出的基于双同步参考坐标变换的锁相环方法通过双dq变换和解耦计算能够检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,从而消除电压不平衡的影响。设计了基于单片机的硬件电路,编制了锁相算法的C语言源程序,实验结果验证了该方法的可行性和正确性。     

电网畸变条件下有源电力滤波器同步锁相研究

电网畸变条件下,如频率脉动、电压谐波过大和存在直流分量时,会导致有源电力滤波器的锁相精度下降,为此提出了一种由滑动平均滤波器(MAF)和同步锁相环(SRF-PLL)组成的有源电力滤波器同步锁相方法,该方法在同步旋转坐标系中利用滑动平均滤波器(MAF)从畸变电网信号中提取精确的基波正序分量,保证了SRF-PLL无静差、高精度的跟踪电网的相位,从而使有源电力滤波器在电网畸变条件下具有很好的适应性,仿真和试验结果验证了该锁相方法的有效性和优越性。     

直驱型风力发电变流器低压穿越控制策略研究

研究了直驱型风力发电变流器系统低压穿越控制策略。首先提出了一种对三相电量进行快速准确的正负序分离软件锁相环。在此基础上,为消除直流电压的二次谐波,采用正、负序双电流内环控制不对称运行控制策略。正负序分离软件锁相环采用了正负序级联延时信号消除法,能够实现对三相电压电流基波正负序分量在同步旋转坐标下的快速提取,并且通过选择不同的参数,可以滤除任何次数谐波的干扰。该方法无需采用滤波器,从而同时具备了稳态精确性和动态快速性。现场实验结果表明,该软件锁相环为三相并网型风力发电变流器在电网发生跌落及谐波畸变时提供了良好运行控制提供保障,正负序双电流内环不对称运行的控制策略保证了在电网电压不对称跌落时的正负序分离控制,消除了直流电压的二次谐波。     

三相不平衡负载下静止同步补偿器控制策略研究

低压配电网中不平衡负载会导致设备不正常运行、降低电能质量。对此,提出了一种新型控制策略,该策略通过瞬时对称分量法和信号延迟对消法(DSC)计算出负载电流、配电静止同步补偿器(DSTATCOM)输出电流的正序、负序分量,然后分别在正、负序同步旋转坐标控制正、负序分量,对正序分量的控制使DSTATCOM补偿负载无功电流,对负序分量的控制使DSTATCOM补偿不平衡负载导致的负序电流。搭建了DSTATCOM试验平台,试验结果表明,该策略在不平衡负载下,使得DSTATCOM能有效补偿负载无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流平衡度达到了国标要求,总谐波失真(THD)小于5%。研究成果可为不平衡负载情况下的DSTATCOM控制提供参考。     

基于正弦幅值积分器的全电流谐波检测方法

基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的全电流谐波检测法,该方法在i_p-i_q谐波检测法的基础上省去负载电流有功分量和无功分量的计算环节,利用SAI的正序基波提取结构替换原来检测法中的LPF,提取出正序基波电流经过运算得到谐波指令电流,从而对电网进行补偿。在平衡电网下对所提方法进行仿真与实验,验证了该方法的可行性和有效性。     

三电平光伏并网逆变器低电压穿越的控制策略

为满足光伏逆变器并网要求,针对电网电压在对称跌落和不对称跌落情况,分别采用不同的低电压穿越控制策略。当发生对称跌落时,封锁电压外环,电流内环给定指定值;当发生不对称跌落时,采用电压前馈算法有效抑制跌落瞬间的电流冲击;快速的正负序分量提取和精确的电网电压同步信号,保证控制信号提取的实时性;抑制负序电流分量,保持三相电流平衡并动态调节无功电流输出,满足无功支撑要求;有源阻尼控制将保证系统的稳定运行。基于10 k W三电平光伏并网逆变器,进行Matlab/Simulink仿真和现场实验。结果表明,控制策略能有效抑制并网电流的瞬间冲击并具有较高的正弦度,从而保证在电网发生跌落期间的安全穿越。     

基于EMAF的新型电力系统电压畸变工况下并网逆变器快速锁相方法

为了提高新型电力系统电压畸变工况下电压信号同步相位的检测精度,提出了一种基于增强型滑动平均滤波(EMAF)算法的快速锁相算法.首先使用dq旋转坐标变换获得直流电压信号;然后利用EMAF算法滤除谐波、负序分量及噪声;最后,通过数学推导公式获得并网同步信息,实现并网逆变器的高性能控制.该算法无需复杂的锁相闭环回路,即可实现...     

电网正、负序电压基波分量的提取算法在并网型逆变器控制中的应用

提出一种在电网三相电压不平衡的情况下,通过三角函数运算的方法解耦不平衡电网基波正、负序电压分量。由于电网负序电压分量送入锁相环后会造成锁相环的震荡,导致锁相环输出误差大无法精确锁相。根据正序分量与负序分量之间的相角关系,推导出提取正序分量的公式,把该公式进行数字化处理,将其应用于dq数字锁相环,提高了dq锁相环在电网三相电压不平衡条件下的有效性和准确性。提出了网压前馈对逆变器控制的重要性,分析了利用正序电压瞬时值进行前馈控制的优点。并通过实验验证了公式的有效性和控制的稳定性、可靠性。     

基于负序电压前馈的非对称故障下低电压穿越控制方法研究

以电网发生非对称故障期间的双级式光伏并网发电系统为研究对象,首先利用LES(least error squares)滤波器提取电网电压基波分量,并采用二阶广义积分器锁相环分离电压负序分量。提出基于负序电压前馈的非对称故障下低电压穿越控制方法,以抑制电网电压负序分量造成的并网功率二倍频畸变,提高光伏发电系统的低电压穿越性能。仿真及实验结果均证明所提方法的正确性和有效性。     

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。     

一种新型离散域数字化并网同步方法研究

由于实际电网电压存在各种非理想情况,电网电压中的不平衡、谐波、直流分量等非理想因素将会并网同步产生负面影响,造成并网同步误差。为了解决该问题,提出一种新型数字化离散域并网同步方法,建立新型同步方法的数学模型,并对系统特性和系统参数进行分析和设计。与传统连续域方法相比,提出的方法直接数字实现,无需连续域到离散域的转换过程,而且可快速准确地提取出基波电压正序和负序同步信号。最后通过仿真和TMS320F2812 DSP硬件平台实验验证所提方法的有效性。