光伏电站经VSC-HVDC并网拓扑及其控制策略

针对光伏发电与电压源换流器高压直流输电(voltagesource converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)系统直流电压等级不匹配问题,提出了一种新的光伏电站经VSC-HVDC并网拓扑和控制策略,研究了该并网方案中光伏电站的运行特性,分析了单个光伏发电单元的控制策略和串联光伏发电单元支路故障控制策略;针对该拓扑结构中串联光伏发电单元效率易受不均匀辐照度影响的问题,提出了改进的电压源换流器(voltage source converter,VSC)直流侧电压斜率控制策略。在几种典型辐射情况下进行仿真,结果验证了所提控制策略的有效性,表明该方案可解决VSC-HVDC技术应用于光伏发电并网所面临的电压等级匹配问题。     

基于MMC技术的光伏并网逆变器原理及仿真研究

模块化多电平换流器（MMC）已成为最具前景的多电平技术,分析了以MMC为核心换流器的光伏并网逆变器的原理。并对MMC涉及的关键技术：MMC的调制和电压均衡进行了研究,提出了动态直接调制法和电容电压简化排序的均衡策略。在系统级采用传统光伏并网逆变器的双闭环控制方法,构建了完整的基于MMC的光伏并网逆变器的仿真模型。结果表明：采用MMC作为核心换流器并基于普通双闭环控制设计光伏并网逆变器的方案不仅是可行的,而且具有低谐波等优势。     

基于MMC并网的光伏系统安稳策略研究

经模块化多电平换流器(MMC)并网的光伏系统,交流侧故障后并网点电压迅速下降,对系统的安稳运行提出了严峻考验。首先阐述了基于MMC并网的光伏系统拓扑结构,分析了MMC的基本运行原理,针对交流侧故障引起并网点电压跌落提出了紧急无功功率支援控制策略,以保障系统的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了系统模型,在交流侧分别发生单相接地故障与三相短路故障的情况下对系统进行仿真分析,结果表明故障期间采用该控制策略能较好地提升系统的稳定性。     

级联式光伏电站直流并网拓扑及其控制策略

为解决光伏电站远距离输送并网问题,同时提高光伏电站并网系统稳定性,将光伏电站与电压源型高压直流(Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)输电系统相结合,设计了一种光伏电站通过级联直流变换器经VSC-HVDC输电线路并网拓扑方案。研究了光伏发电模块均压特性,分析了光伏发电模块控制策略和VSC换流站直流电压控制策略,提出了改进的直流电压-功率偏差斜率控制策略。在PSCAD/EMDTC电磁暂态软件下进行了不同光照强度仿真分析。仿真结果验证了系统可行性,表明了所提出控制策略有效保持光伏电站系统电压稳定性。     

单相光伏逆变器直流母线电压二次波动对系统影响的分析与抑制

基于传统双闭环控制策略的单相光伏并网逆变器会造成直流母线电压的二次波动,导致并网电流中含有三次谐波,影响输出电能质量。针对上述问题,在分析直流母线电压二次波动产生机理的基础上,文中提出一种在直流母线电压采样前加入周期积分器的双闭环控制策略。该控制策略能够消除因直流侧二次波动导致的并网电流三次谐波,有效抑制直流母线电压二次波动对系统输出电能质量造成的影响。仿真和实验验证了该方法的正确性与有效性。     

改进光伏并网逆变器双闭环控制策略

针对光伏发电系统逆变器采用双闭环控制时,在电网侧负载电流扰动较大的情况下,由于对电感电流的限 制,负载电流的变化也会受到限制,从而导致波形畸变的问题,提出一种改进的控制策略,将电网电压前馈控制引入 双闭环控制环节实现复合控制,抑制电网侧电流电压波动对系统的影响,实现光伏并网逆变器的功率控制.采用两级 式光伏发电并网系统模型,在光照强度发生变化的条件下,仿真验证该控制策略的正确性与有效性.实验结果表明此 策略能够使系统在光照强度突变的条件下迅速稳定,满足系统稳定运行的要求.     

一种提高光伏发电系统故障穿越能力的混合型控制策略研究

本文基于不同故障工况下光伏发电系统的输出暂态特性,提出一种混合型控制策略增强其暂态性能及其故障穿越能力。该策略依据故障工况下光伏发电系统并网电压跌落程度,采用Non-MPPT算法调节光伏阵列输出功率,解决光伏发电系统并网逆变器直流过压、交流过流问题;利用磁通耦合限流器抑制光伏发电系统故障冲击电流,并与光伏发电系统输出无功电流相配合,进一步抬高光伏发电系统并网电压。在不对称故障情况下,该控制策略还能降低光伏发电系统并网电压不平衡率,减少其并网逆变器直流侧电压所含二倍频谐波分量,整体提高光伏发电系统故障穿越能力。     

利用串联制动电阻提高光伏系统并网的低电压穿越能力

光伏发电并网近年来取得突破性进展,增长十分迅速。由于光伏发电的高渗透性,并网的光伏系统在电网故障期间会遇到不同类型的异常。当电网侧出现故障时,公共连接点(PCC)的电压将会非常低,为了保持功率平衡由此导致直流侧电压非常高。而这种直流侧的高电压可能导致逆变器损坏。同时,根据并网标准电压骤降将使得光伏系统脱网。而大型光伏电站的脱网可能会给电力系统的安全运行带来不良影响。提出串联动态制动电阻(SDBR)来消除故障在电网侧的影响,因此有效阻止了电网侧的电压骤降。该方法将通过改善电网侧的电压骤降提高光伏电站的低电压穿越(LVRT)能力。考虑到并网标准,研究采用提出的保护方案获取系统终端电压,因此在电网出现故障期间光伏系统不必脱网,可以继续维持正常运行,极大地提高了能源利用率。     

单相光伏并网逆变器控制策略的比较研究

采用单相两级式光伏并网拓扑结构,针对传统双闭环控制策略,在光伏电池输入功率发生骤变时,响应滞后,系统稳定性较差的缺点,采用带有输入功率前馈的双闭环控制策略,并对其进行详细地分析。通过上述的分析,基于MATLAB平台,分别就两种策略搭建了光伏并网系统的仿真模型。仿真结果表明,当输入功率发生突变时,相对于传统双闭环控制策略,带有功率前馈的双闭环控制策略,其并网电流能够更快地达到新的稳定,同时降低了直流母线电压在该过程中的波动,具有更优越的动态性能。     

风电经双极混合型MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调控制策略

架空线MMC-HVDC是大规模风电友好型并网和可靠送出的有效手段。针对架空线故障率高的问题,采用对称双极接线方式和具备故障阻断能力的混合型MMC是其主要解决方案之一。基于此方案提出了风电经双极混合型MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调控制策略。通过混合型MMC零直流电压控制实现了故障电流的有效阻断,并维持了故障极MMC对交流电压的支撑能力。基于对称双极接线方案运行方式灵活的特点,根据故障极功率能否被非故障极完全吸收,分别提出了自吸收和非自吸收工况下非故障极MMC的控制策略及其参数调整原则。并基于风电场频率响应能力设计了无需通信的精确减载控制策略,以实现非故障极MMC满载运行,在维持系统安全稳定运行的同时降低对受端交流系统的影响。最后,基于Matlab/Simulink搭建并网系统模型,验证了所提直流故障穿越协调控制策略的有效性。