三相光伏故障穿越控制策略研究

在电网发生故障时,根据故障穿越要求,需保持光伏并网逆变器不脱网运行。为使逆变器顺利穿越故障,需注入无功功率支撑并网点电压,同时限制电流,防止电流过大造成故障穿越失败。提出一种新的故障穿越技术,通过调节参数,可灵活控制电流正负序分量。以消除有功波动为例,在有功、无功功率同时注入情况下对所提控制策略进行详细介绍,它提升了并网点电压,限制了并网电流。仿真和实验结果验证了该方法有效。     

故障限流器对带有光伏电源的配电网低电压穿越能力的影响

本文从理论上分析了故障电流限流器在电网电压跌落时对保护电力电子开关、提高光伏电源低电压穿越的能力的影响,然后在PSCAD/EMTDC中建立了光伏、DC-DC升压转换器和逆变器的小信号模型,并将上述器件并入模拟配电网中仿真.仿真结果表明在电压跌落时故障电流限流器使故障量大小变为对电力电子开关无影响的值,验证了故障电流限流器提高光伏电源低电压穿越能力的有效性.     

基于超级电容的光伏并网低电压穿越控制策略研究

针对光伏系统在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来严重后果,对基于超级电容的光伏并网系统的低电压穿越控制策略进行研究。在电网电压跌落时,通过控制超级电容吸收有功功率,平衡直流母线电压,减少光伏阵列注入逆变器的功率,防止逆变器过流。同时保证了逆变器的无功电流输出能力,支撑电网电压,实现系统的低电压穿越。利用系统仿真模型进行验证,结果表明该方法提高了光伏并网的低电压穿越能力,在保证光伏系统安全运行的同时,大大提高了无功支撑能力,稳定了电网电压,利于故障恢复。     

大功率光伏并网逆变器低电压穿越控制策略研究

针对三相大功率光伏并网逆变器在电网扰动或故障时突然脱网给电网带来的不利影响,基于电流平衡原则提出了一种基于正负序d-q坐标系的低穿控制策略。在研究了电网电压跌落对光伏并网逆变器运行性能影响的基础上,提出了采用前馈解耦的空间矢量PWM(SVPWM)控制算法,且为了获得最大转换效率,低穿过程中一直带着MPPT控制环运行。仿真和通过了国网电科院低穿认证表明该方法能够保证光伏逆变器在电网电压跌落时不过流,同时能保证在低穿过程中三相电流波形正弦且平衡,提高了系统运行性能。     

采用T式逆变器提高光伏并网故障穿越的研究

采用一种新型中点箝位T式三相逆变器代替传统三相桥式逆变器,该T式拓扑开关器件最少、传导损耗小,开关承压应力小,抗故障能力强;针对T式逆变器提出一种改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。实验结果表明,所采用拓扑结构及其调制方法在提高光伏并网故障穿越能力方面具有有效性和优越性。     

具有低压穿越功能的微型燃机发电系统的并网控制策略

针对电网发生短时故障时,要求在电网可恢复期间,微网能够不脱网运行。重点研究了三相电网电压发生短时对称跌落故障下,如何实现微型燃机发电系统(MTGS)的低压穿越技术(LVRT)。解决了该故障下造成的直流母线电压泵升问题、无功补偿问题以及如何快速准确地检测故障点电压问题。最终提出了一种MTGS在电网无故障下恒功率并网与电网故障下通过低压穿越维持并网的综合控制策略。仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。     

光伏并网系统低电压穿越时电网电压跌落检测方法的研究

对目前检测电网电压跌落故障的方法进行了归类总结,从中找出适用三相光伏并网系统的检测方法,并对这些方法的检测原理进行了阐述,给出了各种检测法对电网电压跌落的判断量。最后在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,从能否检出电压跌落、检出时间及谐波敏感度三个方面进行了比较研究。结果表明,基于相移操作的正负序旋转坐标变换检测法检测电压跌落时间短,对谐波有很强的抑制作用,适合应用在光伏并网系统中。     

基于RTDS的光伏发电系统低电压穿越建模与控制策略

基于实时数字仿真器(RTDS)提出了一种光伏发电系统低电压穿越(LVRT)实时数字仿真方案。首先,通过RTDS的大步长模型和小步长模型构建了整套LVRT仿真平台,具体包括电压跌落发生器、光伏阵列、隔离变压器和光伏并网逆变器等。然后,设计了光伏并网逆变器在三相电网电压正常和对称跌落2种运行工况下的LVRT控制策略。最后,以一台250kW光伏并网逆变器为例,进行了LVRT仿真测试和现场检测实验。仿真和实验表明:该RTDS仿真平台能较好地模拟现场检测平台,且所述控制策略在LVRT过程中具有良好的动、静态特性。     

永磁双馈风力发电机的并网控制策略

基于同步旋转坐标系建立了永磁双馈发电机(permanent magnetic doubly fed induction generator,PMDFIG)的数学模型,分析了PMDFIG在稳态和电压跌落情况下并网运行的控制策略,建立了该电机的稳态与动态的仿真模型。稳态仿真结果表明,与传统双馈发电机相比,PMDFIG能降低励磁变频器容量,降低电网扰动过渡过程中发电机定转子过电流。动态仿真结果验证了所提控制策略在电网电压小幅跌落时的有效性。     

并网光伏电站低电压穿越仿真与分析

根据光伏电站并网导则要求,针对光伏电站在电网故障时突然脱网的不利影响,提出了一种基于光伏逆变器低电压穿越能力的控制策略,在电网电压跌落时投入该控制策略,能够限制有功电流的增大,同时给定无功电流。仿真表明,在光伏电站并网点电压深跌落和浅跌落情况下,该控制策略均能够保证光伏逆变器输出电流不过流,同时能够向电网发出一定的无功功率以支撑并网点电压的恢复,实现低电压穿越。     

基于电网电压前馈补偿的光伏并网逆变器零电压穿越控制

根据相关国家标准要求,大型光伏并网逆变器需具备零电压穿越(ZVRT)能力以防止其发生低压自动脱网,从而影响电力系统正常稳定运行。在分析光伏并网逆变器ZVRT标准的基础上,详细讨论了逆变器实现ZVRT的各项关键技术,包括电网电压正负序分离及锁相、逆变器有功和无功电流控制、电网电压不平衡时系统控制等。在此基础上,进一步提出向系统电流环引入电网电压前馈分量相位超前补偿环节,以改善逆变器故障穿越瞬间并网电流过冲现象。最后,利用RTDS和一台500 k W样机的实验结果验证了所述光伏并网逆变器ZVRT控制策略的正确性和有效性。     

光伏并网逆变器电压跌落模型电流预测控制方法研究

针对传统光伏逆变器低电压穿越技术存在的不足,提出一种基于模型电流预测控制的低电压穿越控制方法,能够有效提高光伏逆变器的输出特性及响应速度。该策略通过逆变器预测模型得到预测电流,将有功、无功电流分量预测电流与给定电流误差之和作为价值函数进行最佳电压矢量的选取。针对系统不同运行状态自动平滑切换优先有功和优先无功两种控制模式,提出一种低压穿越输出电流控制方法,有效提高了光伏逆变器低压穿越能力。最后,通过Matlab/Simulink仿真及实验,验证了所提控制策略的正确性及有效性。     

含光伏电站的输电网不对称故障分析方法

根据国内最新光伏能源并网规程的要求提出了一种新的光伏并网逆变器低电压穿越运行控制策略,当系统发生严重故障时,优先输出尽可能大的无功电流,以为电网提供较大的无功支撑;而当系统发生非严重性故障时,可同时保证光伏电站的最大有功输出及其对系统的无功支撑。在此基础上,建立了光伏电站受并网点电压和当前时刻所捕捉最大有功功率共同控制的受控电流源模型,并进一步研究了含大型并网光伏电站的输电网不对称故障分析理论和方法,利用对称分量法建立了不对称故障电路方程,提出了基于试根法的计算机求解方案。最后,通过算例计算与仿真设计,验证了理论分析的可行性与有效性。     

光伏系统低电压穿越测试技术研究

随着一些地区光伏发电供应比例的急剧增加,大规模光伏发电对地区电网稳定性造成的影响愈发显著。电网导则要求光伏逆变器在电网电压跌落瞬间一定范围内不能脱网运行,并对电网电压的稳定和故障穿越做出贡献。为测试光伏发电系统低电压穿越(LVRT)运行能力,需要搭建模拟测试平台来模拟各种电网电压跌落故障,通过分析LVRT技术要求,给出了4种LVRT测试平台设计方案,并对其工作原理和特点进行了对比分析,为在不同的测试环境下更高效地进行LVRT测试工作提供优化方案。     

光伏电站低电压穿越技术研究

针对大规模光伏电站在电网故障或扰动时突然脱网造成的严重后果,提出了一种光伏电站低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)控制策略,详细分析了基于正负序同步旋转坐标系的并网逆变器控制策略以及LVRT有功电流和无功电流协调控制的实现方法。以单相电压跌落故障为例,进行了仿真和实验研究,结果表明所提出的控制策略不仅能保证并网逆变器在电压跌落期间输出不过流,而且能够向电网发出一定的无功功率以支撑并网点电压的恢复,实现低电压穿越。     

光伏电站无功电压控制策略的研究

针对大规模光伏电站接入电网而引起的并网点电压不稳定问题,提出了一种光伏电站的无功电压协调控制策略。该策略是以并网点电压维持在一定水平为依据,根据计算所得的光伏电站并网点的无功需求,对光伏电站的所有无功功率集中协调控制。通过无功协调控制器下发协调控制指令给光伏电站内电容电抗、每台光伏逆变器和无功补偿装置,获得合理的无功功率分配,维持光伏电站并网点的电压稳定。仿真结果验证该策略的可行性和有效性。     

基于光伏系统低电压穿越的无功控制策略

分析了光伏逆变器的结构和功率控制方式。计算了光伏逆变器的无功功率极限。提出了一种基于光伏逆变器低电压穿越(LVRT)能力的无功控制策略。通过DIgSILENT PowerFactory仿真结果表明,采用该控制策略的光伏电站,可以在电网故障时不脱网并发送无功,支撑并网点电压,维持局部电网电压稳定。     

基于电网电压定向的双馈风力发电机灭磁控制策略

电网故障造成的电网电压变化会在双馈发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,造成发电机输出功率波动和电磁转矩振动,需要采取灭磁控制来加快定子磁链暂态直流分量的衰减.文中提出了一种适用于双馈风力发电机电网电压定向矢量控制的灭磁控制方法,首先分析了电网故障对双馈发电机内部电磁关系的影响,在此基础上分析了双馈发电机电网电压定向矢量控制的稳定性,就此提出了一种新型的灭磁控制方法,并进一步阐述了转子侧变换器容量及风电机组运行状态对灭磁控制效果的影响.仿真验证表明,所提出的灭磁控制方法可以在电网电压跌落程度较轻的情况下有效减小双馈发电机定子磁链中暂态直流分量的影响,提高双馈风电控制系统的稳定性,有利于实现风电机组的低电压穿越.     

基于模块化多电平换流器的光伏并网系统低电压穿越技术控制策略

随着光伏发电在电力系统中的渗透率日益加大,最新并网规则要求光伏并网逆变器具有一定的低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）能力。针对基于模块化多电平变流器（modular multilevel converter,MMC）的光伏并网系统,首先,在静止坐标系下建立了系统的数学模型。为保证光伏电场可在电网故障时具备低电压穿越能力,采用一种实现电流正弦及有功恒定的电流控制策略,并提出无功功率参考值的计算方法及并网电流限幅策略。其次,利用准谐振（proportional resonant,PR）控制器,设计出控制环路,实现光伏并网系统的LVRT。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了控制策略的有效性和正确性。