逆变器并联功率解耦及鲁棒下垂控制方法研究

低压微电网线路阻性成分较大,下垂控制的功率耦合问题严重,基于坐标变换的虚拟功率下垂控制可以消除有功和无功功率控制的耦合问题,但虚拟无功功率的分配会受线路阻抗的影响,无法保证并联逆变器功率的合理分配。针对目前虚拟功率下垂控制方法的不足,提出基于该方法的功率鲁棒下垂控制策略,通过在传统逆变器电压电流双闭环控制的基础上增加公共耦合点电压有效值的反馈控制,使虚拟无功功率的分配不受线路阻抗影响,进而实现有功功率和无功功率的比例分配。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于磁链-相角下垂的新型有功负荷分配控制研究

在传统的电压-频率下垂控制中存在复杂的多重反馈环路和较大的频率偏差,采用相角下垂控制可以有效地减小频率偏差但会影响有功分配的准确性,针对这些问题提出了一种基于磁链-相角下垂的新型有功负荷分配控制策略。首先,推导了基于虚拟磁链的相角下垂控制方法。然后,分析了磁链-相角下垂控制中影响有功分配的因素,进而提出了一种新型的有功负荷分配控制方案。该方案在不影响系统稳定性的前提下,通过加入补偿控制使并联逆变器按照其额定容量实现准确分配。最后,在一个具有并联逆变器的微网模型中验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明:所提控制策略能同时实现有功功率的准确分配和频率的零偏差,并且该策略采用直接磁链控制取代了传统的多重反馈环路,控制简单,动静态性能良好。     

微网孤岛运行模式下新型频率控制方法

微电网孤岛运行时,基于下垂控制的并联逆变器可以按照运行要求分担负荷功率,但稳态频率会存在静态偏差。利用有功功率及其延时值,使逆变器在动态过程中具有下垂特性,且不影响频率的稳态值,通过原有下垂系数的调整可以保证频率质量符合要求,保证稳态时有功功率的合理分配。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果表明:所提控制策略具有良好的动态与稳态控制效果。     

基于瞬时无功理论的并联型有源滤波器恒功率控制

针对有源滤波器谐波电流检测的复杂性以及响应延迟,根据瞬时功率理论,提出了并联型有源滤波器恒功率控制策略。该控制策略通过实现逆变器有功功率和无功功率的解耦,分离出待补偿的功率分量,采用空间矢量调制算法,实现系统的恒功率控制。通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果显示该策略可以有效抑制系统交流侧谐波电流,补偿无功功率,输出稳定的有功功率,改善系统稳态性能,证明了该策略的正确性和有效性。     

准比例谐振控制的单相逆变器并联控制技术

针对传统的逆变器控制策略对交流信号跟踪出现的偏差问题,在准比例谐振控制器的双环控制基础上,提出输出有功功率和无功功率与输出电压相位和幅度解耦后的新型下垂控制算法。应用时变相量法建立并联系统的小信号模型,分析下垂系数的变化对系统稳定性和动态性能的影响。仿真实验结果表明,利用准比例谐振控制器和新型下垂控制策略能有效地实现单相逆变器并联控制。     

并网逆变器功率和合成谐波阻抗联合控制策略

为了抑制电网中因非线性负载和电力电子器件的大量使用而产生的谐波,给出了并网逆变器的给定功率和合成谐波阻抗联合控制策略.该策略能够根据给定的有功功率和无功功率控制系统,并且在电流环电压环上加入了谐波阻抗环.Matlab/Simulink结果显示,该控制策略能够在实现并网逆变器并网的同时起到有效抑制电网谐波的作用.仿真结果表明,此方法能够抑制电流谐波,也使得电网电压谐波得到有效抑制,并避免了电网线路上的谐振.     

基于自抗扰控制器的逆变器并联控制研究

提出了一种基于自抗扰控制器的三相逆变器并联系统控制策略。该控制策略通过实时监测各逆变器模块的输出瞬时电压和电流,得到瞬时输出有功功率和无功功率,再通过调节各模块的瞬时有功功率和无功功率,实现并联系统中各模块之间的均流和功率均分;为了获得更佳的控制效果,将自抗扰控制器取代传统的PI控制器。仿真结果表明：本控制法可有效地控制均流,并联系统运行稳定。     

dq0坐标系下微网电压电流双闭环下垂控制方法及其逆变器设计

下垂控制是在微网中广泛使用的一种控制策略,下垂控制的逆变器联网运行时,微源输出功率为下垂曲线在频率等于50 Hz处的功率值,逆变器相当于恒功率输出。在介绍了下垂控制的基本原理和具体实现方法的情况下,研究了下垂控制的逆变器并网运行时的特性,得出了线路阻抗和下垂系数均象征着并网过程中系统阻尼的结论,设计了下垂控制的功率控制器和逆变器输出端滤波器的参数取值,利用matlab模型对设计进行仿真,并设计了下垂控制离网运行时的频率恢复控制方法。     

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制

研究了风力发电三相并网逆变器的前馈解耦控制.根据基尔霍夫电压定律建立了逆变器的三相静止坐标系的数学模型;通过坐标变换得出了d-q坐标系下逆变器的数学模型.给出了基于空间矢量的电流前馈控制策略,并实现了并网电流有功分量和无功分量的独立控制.研究了α-β坐标系下的直接计算法锁相.通过实验证明,采用该控制策略可以实现单位功率因数并网.     

基于虚拟阻抗的低压微电网功率均分控制策略

在低压逆变器并联系统中,各逆变器之间存在线路阻抗不匹配的情况,针对传统下垂控制策略无法实现无功功率的精确均分,且会产生较大环流的问题,提出一种基于虚拟阻抗技术的改进下垂控制策略.该控制策略中,首先采用虚拟阻抗技术使等效线路呈感性,以实现功率完全解耦;其次在无功-电压下垂控制的基础上,采用电压补偿的方法解决无功功率无法均...     

无互联线逆变器并联控制的一种改进下垂算法

通过对逆变器并联运行系统的数学模型详细分析,提出了一种改进的下垂控制算法,以实现无互联线运行.在该改进算法的每一个下垂表达式中,都包含有有功功率项和无功功率项,同时引入了有功功率和无功功率的微分项.有功功率和无功功率项用来保证稳态特性,而微分项用来改善动态特性.仿真结果表明,采用该改进算法的并联控制系统,稳态性能好,动态响应快,模块间的功率均分性能和环流抑制能力良好.     

带母线电压多级补偿的直流微网下垂控制策略

直流微网采用分层控制可实现不同控制目标在不同时间刻度的解耦设计。其中,底层初级控制广泛采用下垂策略实现并联电压模块的自主均流。但高均流精度依赖于较大的下垂系数,同时会引起较大的母线电压跌落。该文提出一种带母线电压多级前馈补偿的直流微网分段线性下垂控制策略,按照负荷区间能够柔性设置各并联模块的下垂系数,同时,对于母线电压跌落利用母线电压多级前馈进行补偿,在初级控制上可以同时解决并联模块的均流性能与母线电压跌落问题。最后,设计了实验室样机,实验结果验证了该控制策略的优越性。     

改善微电源无功分配精度的分布式电压调整方法

提出了一种根据可调度微电源无功出力信息,在线计算无功-电压下垂曲线的斜率、电压和无功参考值的算法.在一次电压下垂控制基础上,通过动态调整下垂曲线斜率、电压和无功参考值,改善分布式可调度微电源无功输出的均分能力.负载无功需求平衡后,通过分布式二次电压调整将微电源端电压恢复到允许范围内,以提高电压质量,并实现分布式调压和无功输出均分.在Matlab/Simulink平台上搭建微网动态模型,仿真验证了所提策略的有效性.     

VSC-HVDC互联系统电压稳定控制策略

柔性直流输电系统具有有功无功可独立解耦控制的特点,使其不仅可以实现直流系统内有功的合理分配,还可以通过对无功的控制辅助所连接的交流系统以维持电压稳定。为充分挖掘电压源型换流站无功输出潜力,提高与之连接的交流系统的电压稳定性,作者提出一种基于VSC-HVDC互联系统的电压稳定控制策略。在两端柔性直流系统中,对整流站采用直流电压偏差斜率控制,逆变站采用定直流电压控制,按照无功优先模式设置电流限幅即以无功电流的大小决定有功电流的限幅值,分别针对整流站和逆变站设计有功电流动态限幅控制器,扩大无功电流限幅值。在不需要站间通信的情况下,将VSC-HVDC输电系统部分有功转换为无功,提高了换流站的无功输出能力,以此减轻扰动或事故端系统调整无功的负担。通过仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明所提控制策略充分利用了VSC-HVDC互联系统的功率调整能力,提高了VSC-HVDC互联系统的交流电压稳定性。该控制策略为通过VSC-HVDC系统连接的交流系统的电压稳定问题提供了一种新的解决方案。     

低压微电网分布式储能系统负荷动态分配方法

在孤岛运行的低压微电网中,因线路阻抗的不匹配性,导致传统下垂控制无法按照下垂增益精确均分有功功率,各分布式储能单元必然会出现荷电状态（SOC）差异,造成蓄电池过充电或过放电,缩短了储能单元的使用寿命。针对上述问题,提出了一种低压微电网分布式储能系统分级控制策略。首先通过功率平衡级动态调节虚拟阻抗,消除不匹配线路阻抗对有功分配精度的影响;然后,通过SOC平衡级控制,各个储能单元根据其SOC动态调节有功功率,使得SOC误差以e指数曲线下降,最终实现储能单元在放电过程中SOC均衡。采用动态一致性算法,可实现各分布式储能单元的信息共享,提高了系统的可靠性和灵活性。同时,基于小信号理论对所提控制策略进行了稳定性分析,并讨论加速因子对系统稳定性的影响。仿真对比结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

基于自适应虚拟阻抗的微电网无功均分控制

在微电网多逆变器并联系统中,由于微电网各逆变器之间存在输出阻抗和馈线阻抗不匹配现象,采用传统的下垂控制方法难以根据下垂系数合理地进行无功分配,同时还会产生无功环流问题。为提高无功均衡的精度,提出了一种基于自适应虚拟阻抗控制的控制策略。该方法在固定虚拟阻抗的基础上增加了积分环节,结合了改进的无功功率需求值来自适应调节分布式电源单元,最终补偿馈线阻抗失配,从而精确均分无功功率。此控制策略不仅无需提前预知馈线阻抗值,而且不需要通讯平台的参与,可在结构复杂的微电网中应用。研究结果表明:提出的虚拟阻抗无功均分控制方法相比于传统虚拟阻抗方法,其自适应能力和无功均衡性能更佳。     

地铁屏蔽门控制系统供电模块及自主均流

地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内实现软开关,同时满足高转换效率及动态响应的综合指标;其次提出分段式非线性下垂控制策略,用于实现供电模组单元的自适应及自主均流,以改善均流效果与负载电压调整率之间的折中设计。给出了LLC DC/DC供电模块单元及其自主均流设计方案,制作了两台额定功率为600 W的模块电源样机,通过实验测试验证了供电模块单元及其自主均流的可行性。     

Input-parallel output-parallel configuration of boost half bridge DC-DC converter with control strategy

The concept of connecting two boost half bridge DC-DC converter modules in input-paral- lel output-parallel configuration is presented. The input-parallel-output-parallel （IPOP） converter consists of multiple boost half bridge （BHB） DC-DC converter modules which are connected in par- allel at the input and output side. This kind of converter is an attractive solution for high power ap- plications. The correlation between input current sharing （ICS） and output current sharing （OCS） of the IPOP converter basic modules is described. Two loop control strategies, consisting of input cur- rent loop and output voltage loop, have been developed to achieve equal ICS and OCS in this present work. The control strategy for the IPOP configuration of boost haft bridge DC-DC converter has been verified for different load conditions （half load and full load）, The IPOP system proposed here is comprising of two modules but it can be extended to three or more. The performance of the pro- posed system along with the control strategy is verified by simulation in MATLAB using Simpower tool. Finally the satisfactory simulation results are obtained.