基于VSG的低电压穿越控制策略研究

当电网发生故障时,VSG难以支撑微网系统的电压和频率稳定运行。为了使逆变器能稳定运行不脱网,同时具备抑制故障冲击电流的能力,提出具有有功和无功补偿的VSG低电压穿越控制策略。首先,在常规VSG的基础上对VSG发生短路故障时的暂态特性进行分析。其次,针对故障状态下VSG存在的问题,对有功功率进行有功补偿、无功功率进行无功补偿,无功补偿带来的VSG内电势升高,重新整定计算给定电压,并对短路故障参考电流进行越限整定。最后,建立有功和无功补偿VSG低电压穿越控制策略仿真模型进行仿真测试,测试结果表明：改进VSG控制策略相比于常规VSG/有功补偿VSG控制策略,在电压暂降故障期间不仅能实现有功补偿灵活调节VSG输出功角基本与电网功角保持一致,且能实现无功补偿有效支撑VSG输出电压,抑制电压跌落,同时能更好地抑制故障冲击电流,提高系统的暂态稳定性。     

利用串联制动电阻提高光伏并网系统故障穿越能力的研究

为了优化光伏并网系统的故障穿越能力,提出一种结构简单、设备经济的灵活串联制动电阻(flexibleseries braking resistors,FSBR)方法。在短路等引起的低电压故障中,FSBR能够以热能方式耗散掉短路冲击电流并且自身产生可观的压降,从而支撑并网公共点电压;在突然卸荷等引起的高电压故障中,FSBR能够以串联分压方式减轻过电压的冲击,从而保护直流母线侧电压恒定;在电压故障引起的频率跳变故障中,FSBR通过平衡光伏系统与电网两侧的功率供需间接提高频率跟踪性能。通过建立光伏并网模型,探讨FSBR制动电阻大小与运行时间、投切控制策略对故障穿越的影响。仿真结果表明所提FSBR方法在优化光伏并网系统故障穿越能力上具有可行性与优越性。     

线路故障引起电压暂降影响因素的研究

摘要： 目前,电压暂降成为电能质量的主要问题。研究了线路故障引起的电压暂降的影响因素。建立了分析模型,给出了线路三相短路和单相接地短路的等效电路及公共连接点（PCC）处残余电压表达式。指出故障点距PCC电气距离越短,电压暂降深度越大;单相接地短路的电压暂降深度小于三相短路;故障馈线是否与敏感负荷处于同一母线对电压暂降的影响不同;过渡电阻的存在有利于电能质量。PSASP仿真结果验证了分析结论的正确性。     

太阳电池内部电阻对其输出特性影响的仿真

通过对太阳电池的等效电路进行分析,建立了太阳电池的计算机仿真模型,定量地模拟了在一定光照下太阳电池内部的等效并联电阻及串联电阻对其伏安特性、开路电压、短路电流及填充因子的影响的程度。仿真结果表明：等效并联电阻产生的漏电流会影响太阳电池的反向特性和正向小偏压特性,且并联电阻影响其开路电压,但对短路电流基本没有影响；等效串联电阻会影响太阳电池的正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响；另外,并联电阻的减小和串联电阻的增大都会使太阳电池的填充因子和光电转换效率降低。仿真结果与实际测量的数据取得了相一致的结论。     

一种转子串联可变电阻与卸荷电路配合的低电压穿越方法

针对双馈感应发电机(DFIG)转子串联固定电阻在低电压穿越(LVRT)时,应对故障时的灵活性较低,且低穿效果过于依赖制动电阻的问题,文章提出了转子串联可变电阻与直流侧卸荷电路配合的改进方案。该方案根据转子故障电流的时域表达式对串联阻值进行整定并形成策略表。基于PSCAD/EMTDC仿真不同电压跌落情况下,改进方案的低电压穿越特性。结果表明,文章所提出的方案改善了风电机组的暂态稳定性,有效降低无功损耗,总体上低电压穿越效果较好。     

太阳电池效率与串联电阻的近似指数关系

太阳电池的串联电阻对其效率有显著的影响。呈近似指数关系。串联电阻对填充因子有重要的影响。串联电阻。对太阳电池的卜一v特性进行数值分析，证明效率和串联电阻由实测的开路电压、短路电流和效率可以简便地数值计算确定     

并网双馈风电机组低电压穿越能力研究

详细分析了双馈风电机组LVRT功能的实现原理,并在电力系统仿真分析软件PSASP中建立双馈风电机组的LVRT功能模型,采用地理接线图直观地表示风电场外部系统发生短路故障瞬间对风电机组端电压的影响．并以我国某地区电网为例来分析在风电场接入方式不同的情况下系统短路故障对风电机组的影响。根据仿真结果给出风电机组LVRT能力的最低电压限值要求。最后提出了利用串联制动电阻来提高风电机组的LVRT能力的新方法。分析结果表明,串联制动电阻能够可观地提高风电机组的低电压穿越能力。具有较高LVRT能力的风电机组。可以节省一定的投资费用,在一定程度上降低了风电的上网电价。     

非晶硅太阳电池中的非欧姆夹层

a-Si pin太阳电池暗态下存在一种串联电阻效应,并呈非线性特性。由于它的存在,使暗态电流对数值与电压之间明显偏离线性关系。该非线性电阻在高正向电压下趋于饱和,呈现集总电阻效应。从不同光强下电池串联电阻R_s和短路电流I_(sc)关系推算出的接触电阻值与上述非线性电阻的饱和值相符甚好,说明此电阻效应可能与接触特性有关。 计入非线性电阻后标出的暗态二极管参数(品质因子n、反向饱和电流I_o)与光态二极管参数(n_L、I_(oL))非常接近,在一定程度上由暗态I—V特性算出的V_(oc)与实测值一致性很好。因此认为,可由暗态I—V特性评估电池性能。     

VSG低电压穿越的特性分析及控制方法研究

虚拟同步发电机（VSG）为风电、光伏等可再生能源提供了一种友好的并网方式。然而,常规VSG在电网电压跌落后易出现过流问题而退出运行。该文基于VSG的典型模型对其在电网电压对称故障后的动静态特性进行了分析,并提出一种改进的低电压穿越控制方法。所提方法在并网情况下切出VSG的无功－电压控制环节,通过有功和无功功率的协同控制避免VSG在电网电压跌落后的稳态过流,并引入基于最大故障相电流的时变虚拟阻抗以抑制VSG在电网电压跌落和恢复时刻的瞬态故障电流。基于Matlab/Simulink构建了VSG并网仿真模型,验证了VSG在电网故障后特性分析和低电压穿越控制方法的有效性。     

太阳电池串联电阻的解析解

太阳电池的串联电阻解析解及相应的I-V曲线可由实测的开路电压、短路电流及电压电流值从I-V方程直接得到,实测数据证明了该结论。     

基于虚拟阻抗的储能微网VSG控制策略研究

目的  为了使储能微网并网变流器（Power Conversion System, PCS）具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机（Virtual Synchronous Generation, VSG）控制策略。 方法  针对传统VSG不具备低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT）能力,文章构建VSG虚拟阻抗无功控制环节,实时修正电压控制输入信号,提高系统暂态压降支撑能力;为了得到虚拟阻抗的幅值及阻感比,将LVRT工况分为线路对称和不对称短路障,研究正、负序电压、电流,得出虚拟阻抗参数。 结果  为了验证所提控制策略的性能,通过Matlab/Simulink进行仿真,设置仿真工况为：储能微网外接输电线路分别发生三相接地和单相接地故障。 结论  仿真结果表明：将虚拟阻抗引入VSG控制系统中,可以提高短路情况下储能微网并网PCS输出电压,起到LVRT期间电压暂态支撑作用,使储能微网具备LVRT能力,可为实际应用提供指导。     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器(TGCI)接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂.提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无...     

基于模型预测控制的虚拟同步发电机控制策略

为了提高惯性和促进电网恢复,提出一种基于LCL型并网逆变器的虚拟同步发电机模型预测控制（MPC-VSG）策略。该方法在模型预测控制（MPC）中引入虚拟同步发电机（VSG）控制输出电流内环的参考值,使内环电流参考值可随电网电压和频率变化。基于Matlab搭建仿真模型,和MPC控制方法相对比和分析。仿真结果表明：当逆变器输出功率发生变化时,采用VSG的模型预测控制可增加电网的惯性和稳定性,改善系统暂态过程。     

基于串联动态制动电阻的异步风电机组暂态稳定性研究

以并网笼型异步风电机组为例,分析了利用串联动态制动电阻提高并网异步风电机组在电网故障下暂态稳定性的作用机理以及效果.建立了并网异步风电机组的数学模型,基于Matlab/Simulink仿真平台,对比分析了采用串联动态制动电阻、并联动态制动电阻以及无功补偿装置的作用效果.仿真结果表明,采用串联动态制动电阻可以有效改善并网异步风力发电机组的暂态稳定性;同时,采用串联动态制动电阻和无功补偿装置,可显著提高机组的暂态稳定性,减少对无功补偿的需求,降低风电场的运行成本.     

基于DSVPWM的PMSG并联型GS-NSC研究

为提高九开关变换器直流侧电压利用率,减少开关损耗,采用一种不连续空间矢量脉宽调制（DSVPWM）,同时将九开关变换器用于直驱式永磁同步风力发电机（PMSG）网侧构成并联型网侧九开关变换器（GS-NSC）。在对并联型GS-NSC控制策略、故障穿越方案进行理论分析的基础上,建立PMSG并联型GS-NSC仿真模型,设计多种电网电压故障工况对其进行仿真研究。结果表明,在电网电压正常工况下,并联型GS-NSC可维持电网电流的正弦波特性。在电网电压跌落工况下,并联型GS-NSC可向电网注入无功电流辅助电网电压的恢复,并通过提升并网电流幅值减少卸荷电路的功率损耗,降低PMSG散热负担。在电网电压骤升工况下,并联型GS-NSC可动态分配直流母线电压,避免因直流侧过压而导致PMSG退出运行。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

改善基于双馈感应发电机并网风电场的低电压穿越能力研究

为保持系统稳定,必须要求大规模并网风电场具有低电压穿越能力。双馈感应发电机（DFIG）低电压穿越功能已成为研究热点。介绍了串联制动电阻装置对双馈感应发电机暂稳特性贡献的机理。详细分析了在电网故障情况下,制动电阻装置对双馈风电场低电压穿越能力的贡献,分别就制动电阻接在风电场升压变处与接在双馈感应发电机机端对低电压穿越的改善效果进行分析。试验结果表明：故障期间投入适当大小制动电阻,能较好地提高双馈风电场低电压穿越功能;将制动电阻放置在风电场升压变处贡献效果优于将制动电阻装置放置在双馈感应发电机机端处。     

Power quality investigation of a solar PV transformer-less grid-connected system fed DVR

This paper presents a single stage transformer-less grid-connected solar photovoltaic (PV) system with an active and reactive power control. In the absence of active input power, the grid-tied voltage source converter (VSC) is operated in a reactive power generation mode, which powers the control circuitry, and maintains a regulated DC voltage to the VSC. A data-based maximum power point tracking (MPPT) control scheme which performs power quality control at a maximum power by reducing the total harmonic distortion (THD) in grid injected current as per IEEE-519/1547 standards is implemented. A proportional-integral (PI) controller based dynamic voltage restorer (DVR) control scheme is implemented which controls the grid side converter during single-phase to ground fault. The analysis includes the grid current THD along with the corresponding variation of the active and reactive power during the fault condition. The MPPT tracks the actual variable DC link voltage while deriving the maximum power from the solar PV array, and maintains the DC link voltage constant by changing the modulation index of the VSC. Simulation results using Matlab/Simulink are presented to demonstrate the feasibility and validations of the proposed novel MPPT and DVR control systems under different environmental conditions.     

规模化光伏电站与电网暂态交互影响定量分析

在电力系统暂态安全定量分析软件平台FASTEST(Fast Analysis of Stability using the Extended equal areacriterion and Simulation Technologies)上以研究规模化光伏电站接入系统后的稳定性分析为目的,建立了一个完整而且适合系统安全稳定分析的并网光伏电站机电暂态模型。基于FASTEST特有的暂态稳定量化分析功能,对并网光伏电站被浮云遮挡和系统侧发生扰动这2种典型情况进行仿真分析,从对系统暂态功角稳定性、暂态电压稳定性和暂态频率稳定性的影响的角度,探讨光伏电站与常规电源在影响电网运行特性方面的区别。结果表明,光伏电站并网后对系统暂态频率稳定性影响最为严重,相比较于带有励磁和调速系统的同步发电机,光伏电站在网侧故障时的暂态响应特性更为剧烈。