基于虚拟同步发电机的无锁相环预同步并网控制策略

利用虚拟同步发电机(VSG)技术,针对微电网逆变器离/并网平滑切换控制策略进行研究。首先,建立VSG数学模型,对VSG功频调节器、励磁调节器和电磁方程等控制部分进行设计,并给出相应的控制框图。其次,对传统离/并网切换原理进行分析,锁相环(PLL)的存在,导致在很大程度上影响预同步速度和精度,针对此问题提出一种改进预同步控制方法,省去PLL环节且只需要2个PI调节器,控制参数减少,切换瞬间冲击电流减小且能够抑制有功、无功功率冲击,有效实现微电网逆变器离/并网平滑切换。最后,通过基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和优越性。     

一种无锁相环的微电网逆变器预同步控制策略

微电网由离网向并网切换时,为了避免由电压相位差产生的电流冲击,需要采取控制策略实现相位预同步.传统的相位预同步控制策略采用锁相环获取微电网和电网电压相位,需要较多PI调节器,控制结构复杂,且锁相环存在延迟和检测精度的问题.为此,提出一种新型的无锁相环预同步控制策略,在微电网交流母线与主电网公共连接点之间引入一个虚拟阻抗...     

基于无锁相环的虚拟同步发电机离并网切换控制策略研究

针对微电网并网时的电流冲击、电压畸变、功率振荡的问题,提出了一种基于无锁相环(PLL)的虚拟同步发电机（VSG）离并网切换控制策略。建立了VSG的控制模型。然后,在离并网切换的过程中,设计了一种无PLL的预同步控制单元,省去了PLL环节,避免了PLL对系统控制精度以及响应速度的影响,简化了控制算法,缩短了预同步的时间,加速了离并网切换过程。同时直接将角频率差值反馈回功率环,避免了Δθ符号跳变对控制过程产生的影响,并引入了积分抗饱和环节以加速调节恢复过程。最后进行了仿真验证,验证了该控制策略的可行性。     

基于虚拟功率的虚拟同步发电机预同步方法

模拟同步发电机特性的分布式发电系统对大电网呈友好特性,然而,虚拟同步发电机(VSG)在并网瞬间可能存在较大冲击电流。为此,文中提出一种基于虚拟功率和电压频率二次控制的预同步单元,实现VSG离网和并网间的无缝切换。在此基础上,详细分析了惯性、阻尼和调差系数对功频调节特性的影响。仿真和实验结果表明:所提出的预同步控制能实现VSG不同模式之间的平滑切换,且与传统预同步控制相比,控制简单;同时,所研究控制策略具有较好的有功功率、无功功率跟踪性能。     

基于光储控制的微电网改进预同步控制及离并网切换策略研究

光储配合的微电网预同步控制和离并网切换策略是保证电网平滑运行的重要支撑。针对微电网和大电网之间存在的电压幅值、相位和频率偏差等问题,基于储能逆变器的V/f控制,引入大电网电压作为控制器参考量,简化预同步控制环节结构,提出一种改进的预同步方法。基于离网到并网负序电流变化,提出孤岛检测方法,确定离网信号的发出。考虑光储电源输出随机性和离并网切换特点,提出两储能单元分时转换V/f控制模式和P/Q控制模式的离-并网切换策略,分时控制降低系统切换冲击。设计离-并网切换试验、并-离网切换试验、三组光储出力并网策略对比实验,仿真运行结果表明,改进预同步方法在保证离-并网电压幅值、频率、相角偏差分别小于1%、±0.1 Hz、5°的同时,结构简单;基于两储能单元切换策略的并-离网切换时间缩短、冲击降低,验证了改进预同步方法和基于两储能单元切换策略的有效性。     

基于虚拟功率的虚拟同步发电机预同步控制策略

虚拟同步发电机(VSG)通过模拟同步发电机的外特性,有效缓解了可再生能源并网造成的惯性下降问题,但存在并网瞬间冲击电流大的问题。为解决该问题,提出一种基于虚拟功率的VSG预同步控制策略。首先,通过控制虚拟功率为零来实现逆变器输出电压与电网电压的相位与幅值一致,同时无需锁相环节,简化了控制算法,提高了预同步过程的动静态性能。其次,对有功-频率控制器和无功-幅值控制器进行改进,提高了预同步控制精度。最后,通过实验验证了所提预同步控制策略的有效性。     

基于无网压传感器控制的单相并网逆变器预同步控制策略

针对无网压传感器控制在换流器与电网同步瞬间,可能导致冲击电流过大进而并网失败的问题,提出一种预同步控制策略,在保证跟网型变流器在弱电网下稳定性的前提下,实现基于无网压传感器控制的单相并网逆变器与电网平滑可靠并网。该控制策略通过对开关管施加占空比满足一定约束条件的周期性脉冲,使换流器作为逆变器连接到交流电网之前以单位功率因数运行在整流模式。因此,交流电网的初始相位可通过采样电流来估计,其中电流相位可通过锁相环（Phase-Locked Loop,PLL）获取。所提控制器策略无需采集公共耦合点（Point of Common Coupling,PCC）电压,即可实现换流器与电网平滑可靠并网。最后通过半实物实验测试,验证了所提控制策略的有效性。     

基于混合储能系统的微电网并离网平滑切换控制策略研究

针对微电网并离网平滑切换问题,提出了基于VSG的并离网平滑切换控制策略,这种控制策略在混合储能的超级电容单元引入VSG控制.基于VSG结构,设计了准同期控制单元,并对传统相位预同步策略进行了改进,能够消除相位差符号改变带来的不利影响,可以加快预同步的过程.针对并离网切换时主源变换器控制策略改变导致的切换冲击问题,采用两种控制策略共用电流内环的并行控制结构和电流给定值相互跟随机制,保证电流环的参考指令在控制策略切换时刻保持一致.仿真结果表明,并离网切换时,交流母线电压、电流以及储能侧都没有冲击,验证了所提控制策略的有效性.     

单相微电网逆变器的并网/离网工作模式研究

单相微电网系统需要逆变器具有并网/离网双工作模式,针对工频变压器隔离型单级式单相逆变器研究了一种并网/离网双工作模式的控制策略。离网模式下采用基于准比例谐振(PR)控制器的电压外环和电感电流比例内环的双闭环控制策略,可有效控制输出电压。并网模式下利用锁相环(PLL)技术跟踪电网电压相位,采用准PR控制器实现并网电流控制。在建立单相逆变器闭环系统数学模型基础上,对逆变器在并网、离网模式及模式间平滑切换过程中的系统性能进行了分析,实验结果表明了理论分析和控制策略的正确性。     

无通信高电能质量的微电网平滑切换控制策略

该文提出一种具有高电能质量且无需远程通信线的微电网平滑切换控制策略。微电网主要由多台并联分布式发电单元和一台预同步单元构成,针对分布式发电单元中的接口逆变器提出一种统一并网电流控制结构,具有如下优点：(1)无需孤岛检测便能实现逆变器并网运行状态电流控制模式和孤岛运行状态电压控制模式的自动切换,以确保负载供电质量;(2)所提统一并网电流控制结构能有效抑制并网电流与电容电压中的谐波;(3)当电网频率发生波动时,逆变器仍能按照指令值输出相应的有功及无功功率,并且在并网运行状态无需锁相环或锁频环即可实现与电网同步。此外,所提出的预同步单元能够在不依赖远程通信线的情况下实现微电网电压与电网电压的预同步控制,减小孤岛运行状态转为并网运行状态时的冲击电流。最后,对控制参数进行优化设计,并通过实验验证所提控制策略的有效性和可行性。