弱电网下海上低频风电系统网侧控制和稳定性分析研究北大核心CSCD

低频交流输电技术广泛应用于海洋风电的输送,但其送出的电流质量和系统稳定性会受到网侧变流器和弱电网线路阻抗的影响。文章针对海上低频风电系统的网侧控制,研究了αβ坐标系下基于虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制方法,并引入虚拟阻抗环节实现VSG的功率解耦,使得网侧变流器能在电网频率突变时自发调频,提高了其并网电能质量和弱电网下的稳定性。考虑到VSG并网系统与弱电网之间的交互作用,利用谐波线性化方法建立了αβ坐标系下VSG并网系统的序阻抗模型,结合阻抗分析法和Nquist稳定判据分析了并网系统在弱电网下的稳定性。最后,通过仿真验证了分析的正确性。     

弱电网下光伏并网逆变器稳定运行组合控制策略

为提高弱电网下光伏接入的并网电流质量和系统的稳定裕度,提出一种基于公共耦合电压点的选频前馈结合相位超前校正的组合控制新策略,该策略设计选频环改善电网电压前馈函数,使其既保留对电网背景谐波的抑制,又避免稳定裕度的下降,同时提出在电流通路中设计超前补偿校正环节,补偿弱电网阻抗引起的系统相角裕度下降,增加稳定裕量,从而提高光伏并入弱电网的并网电流质量和系统的稳定裕度。通过仿真和实验验证该策略对谐波抑制和稳定裕度提高的有效性。     

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。     

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。     

基于阻抗分析法的风储并网系统谐波稳定性分析

储能系统多通过逆变器接入电网,大量的并网逆变器会对网络的稳定性造成较大的影响,易引发谐振。建立了风储并网系统的阻抗模型,研究了风机转子侧电流环比例增益和积分增益、储能逆变器电流环比例增益和积分增益对系统稳定性的影响。采用基于入网电流反馈的有源阻尼振荡抑制策略,提高弱电网条件下风储并网系统的谐波稳定性,并分析了其控制参数对谐波振荡抑制的影响。最后通过仿真结果,验证了分析结论的准确性和方法的有效性。     

弱电网下并网逆变器电容电压前馈控制策略

针对LCL型并网逆变器接入弱电网后稳定裕度下降和谐波含量超标的问题,建立三相LCL型并网逆变器系统的数学模型。首先分析电网阻抗的宽范围变化对系统稳定性的影响,构建基于逆变侧电流反馈控制系统的电容电压前馈控制策略。其次,以传感器数量最小化为原则,对电容电压有源阻尼的参数进行设计以及在前馈补偿环节叠加滤波器进行优化设计,以保证并网逆变器在弱电网下始终具有足够的稳定裕度。最后,搭建并网逆变器仿真模型和实验样机,实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

弱电网下基于模型预测控制的NPC三电平LCL型并网逆变器谐振抑制方法研究

为了抑制弱电网下NPC三电平LCL型并网逆变器系统存在的谐振,提高输出电能质量,同时抑制直流侧中点电压波动,建立了弱电网下三电平LCL型并网逆变器的逆变器侧电流和直流侧中点电压的预测模型.针对LCL型滤波器存在的谐振问题,从预测模型角度出发,提出了采用电容电压基频分量的MPC-i1uc_f谐振抑制策略,消除了谐振分量对...     

弱电网中LLCL型并网逆变器的谐振分析与抑制策略研究

针对弱电网中多个LLCL型并网逆变器并联运行的谐振问题,提出一种混合阻尼控制策略。在建立多LLCL型并网逆变器的数学模型基础上,分析多机并联谐振的产生机理,得出电网阻抗和LLCL滤波器参数变化是产生谐振的关键因素,将影响系统并网运行的稳定性。为此,在不改变LLCL型并网逆变器拓扑结构的前提下,将所提控制策略应用到弱电网多机并联系统中。仿真与实验结果表明,该控制策略能有效地抑制系统谐振,降低并网电流和电压的谐波含量,提高在弱电网条件下多机并联运行的稳定性。     

弱电网下LCLLC滤波的并网逆变器电流优化控制策略

弱电网条件下,电网阻抗会影响逆变器控制系统的性能和并网电流波形质量。文章在LCLLC滤波器基础上,采用了准比例积分谐振(PIR)控制的双闭环电流控制方案,分析了电网阻抗对传统的电网电压比例前馈控制系统稳定性的影响,提出了一种加入权重系数的电网电压比例前馈控制策略,该策略可以提高系统在弱电网下的相位裕度,改善并网电流的质量。Matlab/Simulink仿真研究证明,所提出的控制策略对提高并网电流的质量具有较好效果。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

考虑传输线分布电容影响的光伏并网系统谐波谐振抑制策略

以传输线联网的光伏逆变器为研究对象,当传输线中分布电容较大不能忽略时,考虑传输线分布电容的影响下,分析系统的谐振特性以及电网背景谐波在传输线中的传播特性。针对系统的谐波谐振情况,提出基于电容电压的有源阻尼策略有效抑制系统出现的多个谐振尖峰,同时抑制电网中5次背景谐波的传播放大。为更好地抑制7次背景谐波,在上述控制算法的基础上于电容电压反馈通道中引入7次谐振控制器重塑逆变器输出的7次谐波阻抗。最后,在所提方案下,对逆变器输出5次谐波阻抗进行约束来优化控制参数,有效减小背景谐波导致的入网电流畸变。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

一种应用于谐波检测的三相锁相环

为准确检测负载谐波电流,针对瞬时无功功率理论检测方法（iP-iQ）在电网电压不平衡、畸变等条件下谐波检测的不足,提出了一种新的基于双同步旋转坐标变换及交叉解耦的三相锁相环消除二倍频分量,实现更高的锁相精度、有效消除纹波。通过与传统锁相环(SRF-PLL)运用于（iP-iQ）法进行谐波检测的仿真对比,结果表明在电网电压不平衡和畸变条件下,新的三相锁相环(IDDSRF PLL)提取到的基波畸变率分别降低了1.18%和1.42%,从而提高了（iP-iQ）法的谐波检测性能。     

Harmonic distortion-based island detection technique for inverter-based distributed generation

A harmonic distortion-based island detection technique for inverter-based distributed generation (IBDG) is proposed. The proposed technique is classified as an active island detection technique and it is based on the voltage change at the point of common coupling (PCC) that occurs in islanding. To avoid island detection failure in case of a close matching between IBDG-generated power and load power, an active power-voltage locus is introduced to shift the reference active power for PCC voltage change, therefore breaking the IBDG-load power balance and transferring the operating point outside the non-detection zone. A new harmonic performance index, named harmonic amplification factor, is introduced to detect the island. This factor amplifies each harmonic component by its order. Besides the ability of detecting short circuit, the proposed technique can discriminate between islanding and other disturbances, as load change, grid voltage distortion and unbalance, and capacitor bank switching. The proposed technique is validated by Matlab/Simulink simulation and practically as well.     

基于混合参考阻抗法的风电场谐波发射水平评估

风电逆变器的LCL滤波器和风电场的无功补偿设备致使风电场侧谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗,因此在评估风电场PCC点两侧的谐波发射水平的同时必须考虑PCC点两侧谐波阻抗。对此,提出一种基于混合参考阻抗的风电场谐波发射水平评估方法。系统侧谐波阻抗仅通过测量数据评估得出,风电场侧的参考谐波阻抗值通过风电场内元件的参数计算得出。针对LCL滤波器参数的难以获取性,提出一种LCL滤波器参数估计方法,并考虑元件参数的变化,计算出风电场侧谐波阻抗的边界值,并以其平均值作为风电场侧谐波阻抗的参考值。最后通过仿真和实测数据分析验证了本文方法的有效性。研究成果可为风电场谐波发射水平评估提供参考。     

含不平衡负载的微电网中三相微源逆变器的VSG控制策略

在离网模式下,微电网中虚拟同步发电机的输出电压易受不平衡负载影响。针对此问题,文章基于一阶全通滤波器(All-Pass Filter,APF)的电压电流正、负序分离方法,利用正序功率和正序电流建立了改进VSG控制模型,改善了VSG输出电压参考。采用比例积分(Proportional Integral,PI)+准比例谐振(Quasi Proportional Resonant,QPR)电压调节器对VSG输出负序电压分量进行控制,论证了PI+QPR调节器抑制负序电压分量的优良性能。最后,仿真结果验证了该控制策略的有效性,该方法有效地改善了三相微源逆变器输出电压的对称性。     

基于参数自适应FastICA的风电场谐波发射水平评估

风机滤波器及无功补偿设备可能导致风电场侧的谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗,因此在评估谐波发射水平时,不能忽略风电场侧阻抗的影响。基于此,提出一种基于参数自适应FastICA的系统侧谐波阻抗估计方法。根据PCC点两侧谐波源波动量的独立性,利用参数自适应FastICA方法提取独立分量,采用最小二乘法求解混合矩阵,进而求得系统侧谐波阻抗。通过风电场元件参数,计算风电场侧谐波阻抗的近似值,并考虑风电场侧谐波阻抗的影响,评估谐波发射水平。仿真及实测分析验证了此方法的有效性。研究成果可为类似风电场谐波发射水平的评估提供参考。     

弱电网下级联H桥光伏并网逆变器稳定性分析

随着大规模新能源发电设备的接入,可能会形成对外呈感性的弱电网,这将影响逆变器系统的稳定性.针对级联H桥光伏并网系统,分别考虑锁相环和电压前馈的影响,对输出阻抗进行建模,并基于阻抗稳定判据分析延时时间、锁相环带宽、谐振前馈系数对并网系统稳定性的影响.最后,提出一种通过相角补偿来增强级联H桥光伏并网逆变器在弱电网条件下稳定...     

一种基于SVPWM并网逆变器电流控制的研究

为提高光伏并网发电系统的输出电能质量,在重复控制策略的基础上,提出一种基于SVPWM并网逆变器电流控制的重复PI复合控制方法。该方法通过重复控制策略来抑制由死区等因素引起的周期性扰动,PI控制策略用来提高系统的动态性能,两种控制策略互为补充以提高系统的动态和稳态性能,同时,在并网逆变器直流侧加入电压闭环以稳定直流母线电压。通过Matlab/Simulink仿真分析,三相并网逆变器输出电流的总谐波畸变率为1.32%。实验结果验证了该复合控制方法的有效性。