双谐波注入的弱电网阻抗在线检测方法

弱电网的主要电气特性之一为高电网阻抗,电网阻抗的增大会改变控制系统受控对象的模型阶数,影响逆变器控制环路增益、带宽和控制性能,对光伏逆变器并网电能质量和稳定运行带来不利影响.为实现电网阻抗的在线检测以进一步优化逆变器控制策略,以弱电网下单相光伏并网逆变器为研究对象,在对其控制系统进行建模与分析基础上,研究基于谐波电流注入的电网阻抗在线检测方法.首先从理论上对单谐波电流注入法和双谐波电流注入法进行对比分析;进而从仿真角度对两种方法在检测精度、逆变器并网电流THD值影响方面进行验证;最后选定双谐波电流注入法作为主要研究方法,该方法周期性地向电网注入两种不同频率的谐波,利用检测元件获得并网点处的电压和电流信息,经由傅里叶分析处理后可得电参量中所包含的特定次谐波分量,进一步计算可得电网阻抗的实时值.实验结果表明:双谐波电流注入法可以实现对电网电阻和电感的准确辨识,与传统单谐波注入法相比,该方法不仅无需计算相角信息,同时具有更高的检测精度.     

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.     

基于准谐振滤波器的电网谐波检测研究

根据电网谐波抑制的实时性、准确性要求,提出了利用准谐振滤波器获取电网谐波量的检测法.利用准谐振滤波器在电网基波频率点上无相移的特点,构造准谐振数字滤波器,从电网提取的电流信号中,减去准谐振数字滤波器获取的基波分量,可快速获得电网电流谐波.最后进行了数字化仿真.仿真实验结果证明该方法能为有源电力滤波器的谐波检测提供简单有效的参考源.     

虚拟谐波阻抗的并网逆变器谐波抑制方法

电网中谐波的存在严重影响电网电能的质量,同时并网逆变器输出电能质量不高也给电网带来一定的影响。通过研究并网逆变器谐波抑制控制策略,给出三相电压型并网逆变器的谐波抑制模型。该逆变器除了可以作为功率接口向电网传送有功功率外,还向电网注入谐波来补偿和抑制电网谐波。该模型通过引入虚拟谐波阻抗环,使得逆变器的输出阻抗特性总体上表现为阻性,有效地抑制输出波形在传输线路上的谐振失真。该模型采用电流环控制输出电流,电容电压环控制输出电压,虚拟谐波阻抗环补偿逆变器的输出阻抗。仿真结果表明此方法能够有效地抑制电网谐波。     

基于功率控制的三相SVPWM并网光伏系统

为了实现光伏系统的最大功率输出和并网运行并改善其输出特性,提出了一种基于SVPWM调制的逆变器功率控制方法.该方法采用双闭环控制,以光伏阵列输出的最大功率作为逆变器功率外环的参考输入量,实现最大功率注入电网;逆变器控制内环为电流环,用于控制系统注入主电网的电流品质,同时实现对逆变电路的电流保护.实验结果表明,该控制方法的控制效果优良,具有功率跟踪精度高、电流畸变小的特点,能够提高光伏并网系统的功率转换效率.     

基于PSCAD/EMTDC的混合有源电力滤波器研究

要：阐述了一种含基波串联谐振电路,减小逆变器输出容量的混合有源滤波器工作原理．采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq法检测谐波电流,并运用电流跟踪控制的三角载波法控制有源逆变器．在PSCAD／EMTDC下建立混合有源滤波器模型,通过仿真分析可知谐波治理和补偿达到了理想效果．     

光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿

介绍了基于瞬时无功理论的p-q方法.应用此方法从非线性负载电流中提取出无功和谐波电流分量之和,将该电流分量作为光伏并网逆变器的电流给定.逆变器的实际输出电流作为反馈,通过电流无差拍控制的PWM方法,使得光伏并网逆变器能够补偿本地负载的无功和谐波电流.使电网摆脱了向负载提供无功,并使谐波电流减少,从而避免了非线性负载引起的电流波形畸变对电网造成的污染,并增强了电力系统的稳定性.最后给出了仿真实验结果,验证了理论的可行性以及电流无差拍控制的快速性.     

单电流闭环多重PR控制的LCL型逆变器

针对LCL型逆变器谐振尖峰以及对并网电能质量影响的问题,采用比例电容电流与并网电流叠加的电流反馈算法消除LCL型逆变器固有谐振尖峰带来的影响,并在比例谐振控制器基础上增加多个谐振环,用于抑制并网电流低频谐波和谐振电流含量,从而提升对电网电流控制的准确性和并网系统的稳定性。最后设计了2kW并网逆变器LCL型滤波器参数,在Matlab/Simulink上仿真与实验平台验证了控制算法的可行性。     

基于比例谐振控制的电流源逆变器性能研究

随着反向阻断型功率开关器件和电感储能技术的发展,电流源逆变器已成为目前应用最为广泛的中压逆变器,但传统控制方案的电流源逆变器在较高的开关频率工作时,容易出现电流畸变、震荡等问题,导致电能质量降低,因此,不同控制方案是决定其性能的重要基础。文章针对光伏并网发电系统和不间断供电系统2种应用场景下的电流源逆变器优化控制问题,分析了基于比例谐振的控制方案特性,研究了控制系统的频域,并对其性能进行了仿真验证。结果表明:采用比例谐振控制的电流源逆变器,光伏发电系统中电网电流的谐波畸变率(THD)为3.22%,电流跟踪控制效果良好;不间断供电系统中,基于比例谐振控制的电流源逆变器的控制性能明显提高,公共连接点的电压波形THD为2.26%,不受非线性负载谐波的影响。     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

LCL型光伏逆变器复合优化控制策略

高阶LCL型光伏逆变器控制系统中,由于传统单一的比例积分(PI)和重复控制(RC)策略的并网电流控制方法虽能较好地改善并网电流质量但不能确保系统稳定性良好,输出电流会有一定的畸变。针对这一问题,提出了一种两相静止坐标系下PI+重复控制的复合优化控制策略。首先,在现有的PI+重复控制策略中,在PI控制器支路上引入加权系数m以加强PI环节的调节作用,并加快系统的响应速度以满足系统的动态性能;其次,在重复控制器支路上引入加权系数n以加强对系统稳态误差的不断修正并消除稳态误差,获得系统稳态性要求;最后,通过仿真试验验证了理论分析和策略优化的有效性。仿真结果表明,该优化方案简化了坐标变换与解耦计算,提高了对光伏逆变器输出的谐波抑制能力,降低了逆变器并网电流的总谐波畸变率。     

风电并入微网逆变器合成谐波阻抗谐波抑制

针对微网风力发电并网逆变器中大量使用电力电子器件会对微网造成谐波干扰的问题,利用合成谐波阻抗有功无功解耦控制方法,使微网系统输出给定有功功率和无功功率;在系统中增加谐波阻抗环,并应用瞬时无功理论,通过低通滤波器得到各次谐波分量,在主要谐波频率上合成新的谐波阻抗.通过Matlab/Simulink仿真结果表明,合成谐波阻抗可使谐波干扰得到有效抑制并且避免了传输线路上谐振的产生.     

基于准PR+改进重复控制的具有滤波功能的光伏逆变器

由于光伏逆变器与有源滤波器具有相同的拓扑结构,因此将光伏逆变器与有源滤波器相结合有利于提高光伏并网效率。准比例谐振(PR)控制动态响应能力强,但不能实现无静差追踪,而重复控制能够进行无静差跟踪,但存在延时问题且动态响应慢。将准PR控制与重复控制结合组成复合控制,在实现无静差追踪的同时又具有良好的动态特性,并分析了基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波检测。采用MATLAB/Simulink软件进行仿真,结果表明该复合控制能够快速有效地抑制谐波。     

两级式三相光伏并网系统的MPPT控制策略

基于Matlab／Simulink仿真建立了两级式三相光伏并网系统,以研究最大功率点跟踪（MPPT）控制策略．前级DC／DC变换器采用扰动观察法实现MPPT,后级逆变电路采取电压外环、电流内环的双闭环PI控制,以稳定直流母线电压,实现网侧电流的跟踪控制．仿真结果表明,采用的MPPT控制策略具有良好的动态响应性能,且能较好地稳定直流母线电压．     

风电机组网侧逆变器实时电流跟踪法谐波抑制

为解决异步风力发电机网侧逆变器接入带有非线性负载的电网时存在谐波干扰的问题,采用一种改进的并网逆变器实时电流跟踪谐波抑制方法,建立了风力发电机网侧并网逆变器电压矢量、电流跟踪和扰动的数学模型以及控制系统的谐波电流实时跟踪仿真模型.利用Matlab/Simulink对带非线性负载的并网逆变器控制系统进行电流跟踪谐波抑制仿真,并研究逆变器离网独立运行时对负载的供能过程.仿真结果表明,该实时电流跟踪谐波抑制方法具有良好的跟踪性能和抗扰性能,与传统谐波抑制方法相比具有较强的鲁棒性,为深入研究整个系统的并网逆变以及搭建实验平台提供了依据.     

基于Boost电路单相两级式光伏并网发电系统的研究

传统上光伏并网发电大都采用工频或者高频变压器,但他们都有一些缺点。而非隔离型两级式光伏并网逆变器的应用可以尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本,前级boost电路不仅能够提高最大功率跟踪(MPPT)的精度,而且又能使网侧逆变器较好的控制直流母线电压。后级逆变主要作用是实现对电网的跟踪控制确保逆变电路输出稳定、高质量的正弦变流电,因此采用电压外环、电流内环的双闭环控制。这种控制系统前级的最大功率点跟踪和后级的并网是互不干扰、相互独立的,不仅提高了系统控制可靠而且更有利于系统的模块化设计与集成。在Matlab/simulink建仿真模型,证明了该逆变系统的可行性并且达到了并网的要求。     

电网不平衡下基于SOGI的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的设计和分析通常是在电网平衡下进行,但在实际运行中交流电网是不平衡。电网不平衡将导致MMC桥臂环流的直流分量不再相等,含有2倍频的正序、负序和零序分量,使系统损耗增加,影响系统性能。首先,本文根据MMC的数学模型和相单元的瞬时功率分析环流的产生机理,得到电网不平衡时环流各分量的等效电路。然后,提出一种电网不平衡下基于二阶广义积分器（second order generalized integrator,SOGI）的环流抑制策略,该策略将三相环流中2次谐波分量与不相等的直流分量分离后单独抑制,采用比例积分（proportional integral,PI）控制经SOGI提取桥臂环流的正序、负序2倍频分量,采用准比例谐振（proportional resonant,PR）控制环流的零序2倍频分量。最后,在PSCAD/EMTDC平台中搭建217电平的MMC系统模型,将本文所提环流抑制策略与传统环流抑制策略、采用准比例谐振器控制环流抑制策略和采用比例积分谐振（proportional integral resonant,PIR）控制环流抑制策略进行仿真实验对比。实验结果表明：在单相非金属接地故障时,与其他3种环流抑制策略作对比,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.000 6 kA,将谐波畸变率降低到0.03%,表明所提策略的优越性;同时在两相非金属接地故障时,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.003 9 kA,谐波畸变率降低到0.22%。仿真实验结果验证了本文方法的有效性。