基于暂态分析和系统辨识的光伏并网逆变器建模

建立并网光伏发电系统的模型是研究其与电网交互过程的基础.光伏系统的暂态特性不仅受天气情况、电网工况等环境因素的影响,还取决于商用逆变器的内部结构以及控制策略,然而它们并不对外公开,这给系统的分析带来了困难.为了解决这个问题,该文提出一种基于暂态分析和系统辨识的光伏并网逆变器通用建模方法.将光伏逆变器视作内部结构以及控制...     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器功率/电流质量协调控制策略

不平衡电网电压下系统输出功率和电流质量是光伏并网逆变器重要的性能指标。首先分析不平衡电网电压下光伏并网逆变器电流谐波产生的机理和系统输出功率波动的原因,并进行量化分析。然后提出一种静止坐标系控制策略,采用瞬时功率直接计算电流参考指令,无需锁相环和电压/电流正负序分离计算,简化了控制结构。利用加权思想实现光伏并网逆变器功率/电流质量的协调控制,提高了系统运行性能。最后进行不平衡电网电压下的仿真和实验研究,结果验证了提出方法的可行性和有效性。     

太阳能光伏发电并网系统的建模和仿真

为开展太阳能光伏发电并网系统的研究,采用光伏电源外特性等效方法,推导了大容量太阳能光伏发电的数学模型,搭建了10MW光伏电源的仿真模型。在此基础上,提出了改进的扰动观察最大功率跟踪方法,该方法不受测量和计算误差的影响,能保证光伏电源尽快稳定在最大功率点。应用正弦脉宽调制的电压型三相桥式逆变器和具有阻尼电阻的LCL滤波器作为光伏电源与电网之间的接口,采用内外环加同步比例积分的电流控制技术实现并网。仿真实验验证了搭建的10MW光伏并网发电系统的可行性和正确性,并网电流谐波符合IEEEStd929—2000的要求。     

一种单相非隔离光伏并网逆变器的控制设计

提出了对高频非隔离型光伏并网逆变器采用电流跟踪控制和电网电压前馈控制的策略,并对控制系统建模。建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真得到的输出正弦电流波形良好。针对实际电网电压可能出现的畸变、电压突变和光伏电池功率变化等情况进行了抗干扰测试。经试验样机上用DSP来实现数字化控制,验证了基于并网控制策略的光伏逆变器方案能高功率因数0．996向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高,并网电流的总谐波畸变小于3．5％。     

三相光伏并网系统电流控制方法研究

传统滞环电流控制具有实时控制、响应速度快、不用载波、输出电压电流波形中不含特定次谐波、方法简单及动态性能好等优点,但也存在并网电流在过零点附近时滞环宽度过大,造成并网电流的谐波增大等不足。本文从传统固定滞环电流控制原理出发,提出了一种改进的变滞环宽度控制方法并进行了深入的研究。通过MATLAB仿真验证,结果表明该方法能有效地改善电流波形,减小谐波含量,提高并网运行效率。     

电网电压畸变不平衡情况下三相光伏并网逆变器控制策略

电网电压不平衡且畸变情况下的系统控制策略是大规模光伏系统并网运行需要解决的关键问题之一.为实现光伏系统输出恒定有功功率,同时并网电流谐波含量满足IEEEStd.929-2000标准,提出一种系统控制策略.首先对光伏系统输出功率流进行分析,在此基础上推导出系统输出恒定有功功率对应的并网电流参考指令,设计电网电压正序/负序分量的测量方案,建立基于并联无源阻尼的并网控制模型;对系统稳定性进行分析,并对系统稳态误差控制进行探讨;最后在电网电压畸变/不平衡情况下对系统控制方案进行实验测试.实验结果验证了提出方法的有效性.     

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。     

光伏并网逆变器NARX模型的系统辨识

提出了一种逆变器辨识建模方法,将单相光伏并网逆变器视为黑箱,无需逆变器内部电路、开关拓扑结构和参数及其控制系统的类型和逻辑关系,仅需采集逆变器输入输出两侧的外部数据,利用NARX模型辨识非线性系统,即可得到逆变器较准确的数学模型。采用该方法在7.68 kW光伏并网发电系统中进行了实验,验证了其正确性和有效性。     

基于RBF神经网络的光伏并网系统自适应等效建模方法

针对广义负荷建模中的光伏并网系统模型难以适应不同逆变器控制和频率扰动的动态响应问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的光伏并网系统自适应等效建模方法。首先,建立了光伏并网逆变器不同控制策略响应波形的检测判据。然后,构建了以电压-频率扰动为输入,有功功率和无功功率为输出的光伏并网系统RBF神经网络模型。最后,在Matlab/Simulink中搭建了光伏并网系统模型,并将其接入IEEE14节点配电网进行仿真验证。结果表明,构建的光伏并网自适应等效模型能够有效辨识电压频率给定控制、有功无功给定控制、下垂控制策略类型,能够准确反映光伏并网系统在不同电压、频率扰动下的有功功率、无功功率的动态响应特性。     

光伏并网逆变器模型预测电流控制研究

在αβ两相静止坐标下建立逆变器输出电流的预测模型,通过评估函数对逆变器输出的不同电压矢量进行最优选择,预测函数计算出下一时刻可能的输出值。当评估函数取值最小时,对应的电压矢量为最优,采用此时的开关状态对逆变器进行控制,实现并网电流快速跟踪参考电流。该控制方法无需脉冲宽度调制信号,通过单次坐标变换,避免了复杂的运算过程,降低了控制偏差。仿真结果表明当参考电流动态变化时,模型预测电流控制能快速跟踪参考电流变化。当光伏电池的光照强度变化时,模型预测电流控制能快速追踪光伏电池最大输出功率点,且逆变器输出电流谐波畸变低。通过对比传统空间矢量脉宽调制控制下的输出波形,验证了模型预测电流控制策略的有效性。     

光伏并网系统的输出电流控制方案

光伏并网输出电流有两个重要指标,为了减少电网受到的谐波污染,需减小谐波电流失真(THD);为了减少电网无功损耗,需提高功率因数。设计模拟和数字式两种控制方法实现并网,在相同的控制参数下进行SIMULINK仿真,并对比控制效果。结果证明,模拟式控制的THD为1.5%,数字式控制的THD为5%,并为模拟控制提出了可行方案。     

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)控制策略。该策略对光伏逆变器进行电压定向矢量控制,实现有功和无功功率解耦,在电网电压跌落期间,采用直流卸荷电路稳定直流侧电压,根据电压的跌落深度补偿一定的无功功率以支撑电压恢复。通过PSCAD/EMTDC软件对采取LVRT控制策略前后的各电气量进行比较分析,结果表明,采用该策略光伏发电系统可以在电压跌落时保持并网运行,并补偿一定的无功功率以恢复并网点电压,实现低电压穿越。     

特高压网架对华中电网短路电流水平的影响分析及限流措施

电力系统的高速发展导致了系统短路电流水平的急剧增加,原有开关设备的遮断容量将不能满足系统要求。针对2020年1000kV特高压网架形成前后的华中电网短路电流计算结果,分析讨论了提高电力系统电压等级、系统解环分区运行、采用高阻抗变压器等措施对华中电网短路水平的限制作用,并通过统计对比分析论证了1000kV特高压交流网架建立后有利于改善华中电网的短路电流水平。     

一种基于新型载波同相层叠PWM方法的飞跨电容型光伏发电并网技术

针对飞跨电容型三电平光伏逆变器载波移相算法线电压谐波较高,无法灵活控制飞跨电容电压等问题,提出一种基于新型载波同相层叠PWM方法的飞跨电容型光伏发电并网方案。通过增加零电平向量分配环节,平衡飞跨电容电压,降低光伏逆变器线电压谐波。阐述了新型载波同相层叠算法基本原理,分析了该方案降低光伏逆变器线电压THD的优点。通过Matlab/Simulink数字仿真和实验样机,验证了基于新型载波同相层叠方法的飞跨电容型光伏发电并网系统能够有效跟踪最大输出功率,保证直流电压稳定,降低光伏系统输出线电压谐波。     

一种基于新型载波同相层叠PWM方法的飞跨电容型 光伏发电并网技术

针对飞跨电容型三电平光伏逆变器载波移相算法线电压谐波较高,无法灵活控制飞跨电容电压等问题,提出一种基于新型载波同相层叠PWM方法的飞跨电容型光伏发电并网方案。通过增加零电平向量分配环节,平衡飞跨电容电压,降低光伏逆变器线电压谐波。阐述了新型载波同相层叠算法基本原理,分析了该方案降低光伏逆变器线电压THD的优点。通过Matlab/Simulink数字仿真和实验样机,验证了基于新型载波同相层叠方法的飞跨电容型光伏发电并网系统能够有效跟踪最大输出功率,保证直流电压稳定,降低光伏系统输出线电压谐波。     

基于Z源逆变器光伏并网系统的共模漏电流抑制

Z源逆变器(ZSI)及其衍生拓扑在光伏(PV)领域有着非常广泛的应用。在非隔离光伏并网系统中,共模电压(CMV)随着时间的变化会产生流经光伏电池板寄生电容的高频漏电流。论文过对ZSI的CMV进行分析,提出了一种简单的用来减少ZSI中CMV谐波的方法。该方法是通过改变开关状态来实现的,并通过调制傅里叶变换(MFT),将该方法调制后的CMV与传统ZSI中的CMV在频域范围内进行了比较。并通过对1 kW ZSI进行仿真,验证了该方法的参考价值。     

基于短路早期检测的中压故障电流快速限制技术

为了提高故障电流限制器(FCL)在中压系统中的性能,提出基于短路电流早期检测的故障限流技术。在建立中压配电短路故障仿真模型的基础上,提出利用Mallat多尺度分辨小波变换实现短路电流早期检测。以中压动态模拟系统为对象,验证了中压短路电流早期检测的有效性。以串联谐振型FCL为例,分析对比了基于常规短路判据与早期检测的故障限流效果;以断路器分断苛刻度为指标,分析早期短路检测对故障分断能力的影响。仿真分析表明,基于短路电流早期检测的故障限流技术性能良好。     

基于PSCAD的电网电压不平衡情况下光伏并网逆变器控制策略的研究

为了实现光伏并网逆变器在电网电压不平衡情况下能够输出平衡的三相电流,建立了电网电压三相不平衡情况下光伏并网逆变器的数学模型,分析了采用传统同步旋转dq坐标系下PI控制策略的缺点,在研究同步旋转正负序坐标系下双dq-PI控制的基础上,给出了一种改进的dq-PI控制策略。在PSCAD环境下,对传统PI控制策略和改进的dq-PI控制策略进行了对比验证,仿真结果表明光伏并网逆变器采用改进的dq-PI控制策略能够得到三相平衡的输出电流。     

基于改进型电流控制策略的单相并网逆变装置研究

单相并网逆变装置的性能主要取决于其控制技术,传统的并网电流瞬时值单环PI控制虽然能够获得快速的动态性能,但不能保证输出电流幅值的精度且系统会受电网电压影响。针对以上问题,本文提出了并网电流平均值外环和瞬时值内环的双环控制策略,提高了系统的精度,并在内环加入电网电压前馈环节,消除了电网电压的干扰。通过仿真实验和样机对比实验证明了所提方案的有效性。