不对称故障下两级式光伏逆变器的LVRT策略

为提升基于Boost电路的两级式光伏逆变器的并网运行稳定性,研究了不对称故障下光伏逆变器的运行特性,提出了以Boost调节直流母线电压配合负序电压前馈的电流控制策略,来实现低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)。首先,分析了两级式光伏逆变器的常规Boost电压控制模式和电流控制策略。在电网故障时通过引入基于故障前光伏阵列最大功率点电压前馈的母线电压控制外环改变Boost电压控制模式,以稳定直流母线电压和防止逆变器过流。接着,为在不对称故障期间控制并网电流三相对称,提出了基于电网负序电压前馈的电流控制策略;结合根据电压跌落深度直接给定参考值的方式调节输出电流,为电网提供无功功率支撑;为实现前述电流控制,设计了基于二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的正负序分离锁相模块。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建100 kW光伏逆变器模型进行控制策略验证,结果表明该策略在单相电压跌落至0.2 p.u时仍能快速有效地抑制直流母线电压升高,使光伏逆变器安全地实现低电压穿越。     

双馈风电机组低电压穿越能力的应用研究

近几年来,风电机组容量快速增长,为了维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。为最大限度减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电机组提出了更高的要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真应用平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的相关标准规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真应用研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,仿真结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功功率,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。     

双馈风力发电系统网侧低电压穿越控制策略研究

电网电压跌落是电网常见的故障之一,其会为风电机组的安全持续运行和维持电网的稳定埋下极大的安全隐患。为了解决此问题,论文简述了风力发电机组网侧变流器实现低电压穿越的现实技术方案,分析了电网电压跌落时直流母线电压波动机理,改进了网侧变流器实现低电压穿越的技术方案—前馈控制策略。仿真表明,文中设计的改进方案相较传统方案能减小了直流母线电压的波动,能使系统迅速恢复稳态。     

基于低电压穿越的光伏发电系统控制研究

随着并入电网中光伏电站容量的增加，为保证电力系统的稳定运行，要求光伏电站在电压跌落期间不脱网运行，以两级式光伏发电系统为研究对象，在传统并网控制的基础上，研究了光伏发电系统低电压穿越控制策略。电网电压跌落时，为抑制直流侧过电压，应降低光伏阵列输出功率，前级光伏阵列+Boost电路由MPPT控制转为限功率控制；同时，为抑制交流侧过电流，后级DC/AC电路电压外环断开，重新分配电流内环有功和无功电流参考值，采用基于无功支撑的控制策略。通过仿真对比分析验证了控制方法的可行性。     

基于改进型最优梯度法的光伏并网逆变综合控制研究

两级式三相光伏并网逆变器具有控制目标明确,系统效率高的优点。在两级综合协调控制系统中,采用改进型最优梯度法实现最大功率追踪控制,三相电流跟踪解耦控制空间电压矢量调制（sVPwM）实现同步并网。在MATLAB／SIMULINK平台中搭建两级式三相光伏并网逆变系统仿真模型,仿真实验结果表明：系统跟踪最大功率速度快、精度高,且输出电流快速准确跟踪电网电压。     

双馈风电变流器低电压穿越下Crowbar电阻的优化设计

随着风电场大规模接入电网,新的并网规范要求风力发电机组必须具有低电压穿越能力.双馈型异步发电机(DFIG)采用转子侧并联Crowbar电阻的方式限制电压跌落时转子产生的过电流,从而实现DFIG的低电压穿越运行.文章在推导了电网电压跌落下DFIG定转子电流数学模型的基础上,分析了Crowbar电阻对DFIG运行性能的影响...     

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

三相风力发电机低电压穿越控制方法仿真

为克服发电机局部电压过高导致的电子跳跃问题,提出三相风力发电机的低电压穿越控制方法。建立三相低电压矩阵,对正负序电压进行分量,实现低电压建模操作。再进行三相风力发电机低电压的开关切换,调节基础穿越控制稳定性,选择合适风力发电机逆变器进行低电压穿越调节,实现三相风力发电机的低电压穿越控制。仿真结果表明,随着三相风力发电机低电压穿越控制方法的应用,发电机局部电压的高次项极值不断降低,局部区间电压的实际数值明显缩小,由局部电压过高引起的电子跳跃行为不再具有促进低电压穿越现象频繁发生的能力。     

基于储能Crowbar的直驱风电系统低压穿越控制策略

随着风力发电装机占比的提升,对其安全可靠性要求也越来越高。低压穿越(LVRT)能力是直驱式风力发电系统性能的重要评估指标。针对因为电网故障产生电压跌落、风电系统不脱网稳定运行的要求,提出了一种新的基于电容储能装置的Crowbar卸荷电路实现LVRT的方法。该方法利用滞环控制以及输入信号互锁控制Crowbar电路切入切出,实现了精准控制系统开关元器件,以防止开关频繁动作导致的系统失稳。仿真对比结果表明,该方法能够安全、稳定运行,并能够有效降低系统网侧有功功率的输出,以防止过电压对直流母线侧的冲击。与传统的低压穿越控制策略相比,基于储能的Crowbar方法可以有效地补偿直流母线电压的欠压状态,从而显著提高系统的低电压穿越能力。     

基于Simulink光伏并网逆变器滞环电流控制的研究

针对光伏并网逆变系统特点,采用滞环电流控制方式对3kW单相光伏并网逆变器进行研究。对滞环电流控制方法进行理论分析,并利用Matlab/Simulink搭建仿真模型进行仿真实验。仿真结果表明,该控制方法保证了逆变器输出电流波形质量,并使系统的输出电流和电网电压同频同相,并网的功率因数接近为1;且分析了波形总谐波畸变率。     

光伏并网发电系统软件锁相技术的研究

光伏并网发电系统是利用太阳能的主要技术之一,并网逆变器是实现其与电网连接的核心部分。为使光伏并网逆变器逆变输出电流能够更好地跟踪电网电压基波,完成同步锁相功能,本文以1kW单相光伏并网逆变器为研究平台,阐述光伏并网逆变器的工作原理和系统结构,分析并网逆变器的并网控制技术,提出一种基于坐标变换的双park鉴相器的软件锁相技术,最后通过Matlab仿真验证该方法的可行性。     

新型太阳能光伏并网逆变器仿真分析

介绍并分析一种新型太阳能光伏并网逆变器的拓扑结构及其工作原理。为改善输出波形质量,减少并网电流谐波,该新型逆变器省略传统逆变桥臂的死区设定,通过控制逆变桥臂的直通矢量占空比实现光伏阵列输出电压的升压功能。利用MATLAB软件对逆变器控制模式进行仿真,仿真结果证明理论分析的正确性和有效性。     

双馈感应风力发电系统低电压穿越转子侧新型控制方法

建立了增加定子励磁电流变化的双馈感应风力发电系统数学模型,分析了电网电压跌落时以及电压恢复后系统的响应特性.针对电网电压大值跌落的情况,提出了一种低电压穿越控制方案:首先在转子侧变换器定子磁链定向的矢量控制方案中引入一个补偿项——定子励磁电流的微分项;在此基础上,在发电机的转子侧串联电阻.仿真结果表明,该方法在电网电压大值跌落时,能够对定、转子侧的过电压过电流有明显的抑制作用.     

光伏发电系统并网逆变器控制策略研究

从光伏发电系统中并网逆变器的控制策略研究课题的背景和意义入手,对光伏发电系统中的并网逆变系统进行数学建模与分析。明确了光伏发电逆变系统的数学模型及工作原理后,针对一般的并网逆变器的控制策略没有实时更新参考信号的缺陷,提出了一种改进型的双闭环电流控制策略。在Matlab/Simulink软件环境中构建并模拟运行仿真模型。与其他常规控制策略相比,改进型双反馈闭环电流控制策略能稳定地跟踪电网电压相位,输出良好的并网电流波形。仿真成功验证了改进型策略的可行性。     

兆瓦级双馈风力发电系统低电压穿越实现措施及效果验证

针对双馈风力发电系统在电网电压发生跌落故障时影响风电机组稳定运行甚至产生解列这一情况,采用了基于动态刹车电阻DBR回路方案来解决这一技术难题。对WT2000型兆瓦级双馈风力发电系统低电压穿越功能模块进行了介绍,利用Matlab/Simulink进行了系统仿真,并在WT2000型兆瓦级双馈风力发电系统上进行了实地测量。结果表明,在电网电压发生跌落时,能在短时间内响应故障启动泄容装置,使系统维持安全工作状态,符合GB/T 19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》国家标准。     

永磁直驱风力发电系统在线实时控制仿真北大核心CSCD

在风力发电系统稳定性优化控制的研究中,随着风电渗透率不断增大,电网电压跌落故障下风电机组运行特性对电网安全稳定性的影响逐渐凸显。针对大功率风电变流器低电压穿越控制策略采用纯数字仿真软件验证时不能真实模拟风电变流控制器故障时的运行特性和不便于新控制算法验证以及仿真电网跌落器难以仿真电网跌落真实情况的问题,搭建一个2.5MW永磁直驱风力发电机组的在线仿真系统。通过实时仿真器RT_LAB和两个数字控制器,能够真实模拟电网电压的跌落情况,反映出风电变流控制器故障时的运行特性。最后针对电网的零电压跌落故障进行了实验。实验结果验证了在线仿真系统的有效性,为大功率风电系统开发和新型控制策略的验证提供了科学依据。     

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题,在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统;同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上,采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进,从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

直驱式风力发电系统低电压穿越技术仿真研究

给出了永磁直驱式风力发电系统的拓扑结构,分析了直流卸荷电路的工作原理和拓扑结构,建立了永磁风力发电系统模型,运用Matlab/Simulink平台搭建了基于直流卸荷电路的永磁直驱风力发电系统低电压穿越技术仿真模型。仿真结果验证了系统的可行性和电网电压跌落时系统良好的穿越性能。该系统为进一步的产品实现打下了基础。     

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题,在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统;同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上,采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进,从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

NPC三电平光伏并网逆变器

设计了一种20kW NPC型三电平光伏并网逆变器,采用无升压变压器型设计,Boost部分采用交错并联结构,逆变部分采用NPC三电平结构,控制系统硬件平台采用DSP+FPGA结构,并对系统层参数进行了详细设计和仿真.针对NPC拓扑结构中的中点电压平衡问题,提出了在Boost电路中改变上下电容的充放电时间调节中点电压,与基于母线电容中点电荷的中点电位平衡控制算法,并进行了实验验证.逆变器控制采用电网电压定向矢量控制,并通过实验验证了装置的可靠性.