三相联网逆变器电流控制策略研究

通过MATLAB/SIMULINK建立了联网逆变器的3种控制策略(滞环控制、基于SPWM调制的电流控制和基于SVPWM调制的电流控制).通过对3种控制策略的4个方面(稳态响应、电网电压谐波影响、动态响应和直流电压)来仿真对比分析3种控制策略.仿真结果表明,基于SVPWM调制的电流控制在3相联网逆变器中应用优于滞环控制和基于SPWM调制的电流控制.     

分布式逆变器并联运行系统的简化控制策略

围绕微电网中分布式单相逆变器并联运行系统的控制问题,设计了一种考虑逆变器滤波电容电压和并网电流信息不可用时的简化控制策略,可有效提高系统可靠性。对于电压信息缺失,控制器利用内部估算的电压参考和逆变器侧电感电流测量值计算有功和无功功率,进而可使用频率和电压下垂特性,无需互连线。逆变器在参考电压幅值和频率下的运行是通过直接控制调制波来实现的,故缓解了由于缺少某些电压和电流信息而导致无法实现闭环的情况。利用所搭建的测试平台进行了实验,实验结果验证了所设计分布式逆变器并联运行系统的简化控制器配置的有效性。     

分布式发电技术及其应用现状

分布式发电（DG）以其发电方式灵活、与环境兼容等特点而得到了广泛的关注。随着DG渗透率的不断提高,DG也给现代电力系统运行与控制带来巨大的影响和变化。首先介绍了分布式发电的概念、分类、不同类型DG的特点和DG的应用,然后总结了DG并网技术会给电力系统带来的影响,最后介绍了DG在国内外的应用现状,为DG技术在我国电力系统中的应用提供了参考。     

分布式发电系统并网电流控制

在分布式发电并网发电系统中．需要对并网电流进行控制并达到输出功率因数为1的目的。分析了4种常用的输出电流控制方法,比较了其优缺点。针对并网逆变器功率开关频率较高、并网电流谐波总畸变率过大的问题,提出了一种改进的正弦电流滞环宽度控制方法。该法具有倍频控制效果．可以减少功率开关管的损耗,提高系统的稳定性;在降低输出系统电流谐波方面,有利于提高系统的稳定性和运行效率。     

Adaptive Grid-Voltage Sensorless Control Scheme for Inverter-Based Distributed Generation

This paper presents an adaptive grid-voltage sensorless control scheme for inverter-based distributed generation units based on an adaptive grid-interfacing model. An adaptive grid-interfacing model is proposed to estimate, in real time, the interfacing parameters seen by the inverter and the grid-voltage vector simultaneously. A reliable solution to the present nonlinear estimation problem is presented by combining a grid-voltage estimator with an interfacing parameter estimator in a parallel structure. Both estimators adjust the grid-interfacing model in a manner that minimizes the current error between the grid model and the actual current dynamics, which acts as a reference model. The estimated quantities are utilized within the inner high-bandwidth current control loop and the outer power controller to realize an adaptive grid-voltage sensorless interfacing scheme. Theoretical analysis and simulation results are provided to demonstrate the validity and usefulness of the proposed interfacing scheme.      

Control Algorithm of Fuel Cell and Batteries for Distributed Generation System

This paper intends to propose a novel control algorithm for utilizing a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) as a main power source and batteries as a complementary source, for hybrid power sources for distributed generation system, particularly for future electric vehicle applications. The control, which takes into account the slow dynamics of a fuel cell (FC) in order to avoid fuel (hydrogen and air) starvation problems, is obviously simpler than state machines used for hybrid source control. The control strategy lies in using an FC for supplying energy to battery and load at the dc bus. The structure is an FC current, battery current, and battery state-of-charge (SOC) cascade control. To validate the proposed principle, a hardware system is realized by analogical circuits for the FC current loop and numerical calculation (dSPACE) for the battery current and SOC loops. Experimental results with small-scale devices (a 500 W PEM FC and 33 Ah, 48 V lead-acid battery bank) illustrate the excellent control scheme during motor drive cycles.     

模块化阻抗测量装置中变频信号源并联系统分布式均流控制

为实现模块化扩容及大功率输出,提出一种模块化隔离变频电源系统控制策略。该策略基于模块化变频信号源并联系统,设计同步控制和均流控制,从变频信号源根据主变频信号源的输出电流自动调节输出功率,实现自适应并联运行。首先,采集主变频信号源的相位信息,从变频信号源通过检测与其相位差产生同步信号并用于控制正弦基准信号的相位同步,进而控制从变频信号源保持同频和同相。此外,从变频信号源检测与主变频信号源的输出电流差值并调整正弦基准进行均流调节,可实现变频信号源间的输出均流。利用Matlab搭建仿真模型,仿真结果表明该控制策略可减小并联环流并有助于隔离变频电源系统稳定运行。     

Stability Analysis of Load Sharing Control for Distributed Generation Systems

This paper discusses the small-signal stability analysis of the combined droop and average power method for load sharing control of multiple distributed generation systems (DGS) in a stand-alone ac supply mode. The small-signal model is developed and its accuracy is verified from simulations of the original nonlinear model. It is shown that the small-signal model accurately predicts the stability of the parallel systems.     

分布式发电并联接入微网的控制技术研究综述

智能电网很重要的特点之一就是大规模接入清洁能源分布式发电,因此,加快发展这项技术很有必要.首先通过介绍智能电网,引出了其关键技术之一的微网技术,然后简要分析了系统结构及其控制策略,并对各种控制方法进行了比较,着重对主流控制方法进行了讨论,包括主从控制、电流/功率均分控制以及频率/电压下垂控制.最后,总结对比了各种方案的优劣并提出展望,逆变器控制技术的研究对智能电网的构建具有重要意义.     

Short-Time Overloading Capability and Distributed Generation Applications of Solid Oxide Fuel Cells

This paper presents some application studies of the dynamic solid oxide fuel cell (SOFC) model developed by the authors and reported in C. Wang and M. H. Nehrir, ldquoA physically-based dynamic model for solid oxide fuel cells,rdquo IEEE Trans. Energy Convers. First, the model is used to investigate the short-time overloading capability of the SOFC. Then, the application of the model in distributed generation (DG) system studies is explored. Controller design methodologies are also presented for grid-connected SOFC DG power conditioning units to control power flow from the SOFC DG to the utility grid. Simulation results show that the SOFC DG system is able to manage real and reactive power flows to the utility grid to which it is connected. They also show that a properly designed SOFC DG can remain stable under temporary electrical faults.     

含分布式电源的配电网电压控制策略研究

能源短缺、环境保护的重要性以及大电网互联存在的一些弊端,促使分布式电源技术成为了电力系统发展的必然趋势。介绍了分布式电源并网相对于传统电力系统体现出的优势,并阐述了其对配电网电压带来的影响;重点综述了分布式电源并网后采取的相应电压控制策略,指出未来配电网电压控制的研究方向和有待进一步探讨的主要问题,为分布式电源技术在电力系统中更为广泛的应用提供了参考。     

用于三相级联STATCOM的电压前馈空间矢量调制策略

针对H桥级联型STATCOM的直流电压平衡控制的问题,提出了一种适用于三相级联型STATCOM的基于直流电压前馈的空间矢量调制策略。该调制方法在输出电压矢量合成中根据各单元直流电压和输出电流的方向调整开关矢量组合。既能实现高质量的波形输出,又能自动抑制级联单元的直流电压不平衡,降低了控制器的算法复杂度;最后通过仿真验证了该策略的可行性。     

考虑控制策略的逆变型分布式电源故障分析方法

考虑控制策略的逆变型分布式电源（IBDG）和传统的同步发电机有很大的差异,为了分析逆变型分布式电源和传统发电机的区别以及在控制策略下IBDG的故障输出特性,首先建立了满足控制目标的方程组,然后结合满足外部系统的约束条件,提出了一种计及控制策略的IBDG的故障分析方法.最后结合实例对分析方法进行仿真验证,证明所提方法的正确性,这为考虑控制策略的IBDG故障分析提供一种较为精确的计算方法.     

基于自适应虚拟阻抗的分布式电源并联控制策略

当传统下垂控制策略应用于低电压微电网分布式电源并联系统时,其等效输出阻抗易受线路阻抗的影响而呈阻性,致使无功功率不能完成精准分配,破坏微电网系统的稳定性。因此,分析了低电压微电网系统的等效输出阻抗,并提出将自适应虚拟阻抗添加到电压电流双闭环控制方法,结合下垂特性可实现无功和有功功率的解耦,还能对产生的环流进行有效抑制;又利用CAN通讯技术通过引入电压补偿信号在线监测无功功率分配,以提高各分布式电源无功功率的分配精准度。最后通过在仿真平台建立两台逆变器并联运行模型,验证了该方法的可行性和稳定性。     

基于分布式电源集群的配电网电压控制策略

提出一种分布式电压控制策略,基于分布式电源（distributed generation,DG）集群实现含高比例DG接入的配电网电压控制。通过对DG集群主导节点与DG容量利用比的计算,建立起节点电压与DG出力之间的定量关系,进而对相关变量进行整定计算。最后,通过仿真软件搭建IEEE 33节点配电网辐射状接线模型与环网状接线模型,验证了所提分布式电压控制策略可以实现配电网不同负载情况、不同接线模式下全局电压良好分布。     

基于GA-PSO的分布式光伏发电最大功率跟踪控制

为解决局部阴影下光伏阵列采用传统最大功率点跟踪(MPPT)易陷入多峰值的局部最优点问题,采用分布式构架的光伏阵列,提出了一种基于遗传粒子群(GA-PSO)的MPPT混合算法,GA-PSO算法结合了粒子群算法(PSO)的位置转移和遗传算法(GA)的全局搜索能力,使混合算法拥有比GA算法和PSO算法更好的追踪准确性和快速性。在MATLAB/Simulink平台上建立了基于GA-PSO的分布式最大功率跟踪控制(DMPPT)电路拓扑结构的光伏阵列仿真模型,仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性,为MPPT技术改进提供一种参考方案。     

基于虚拟三相算法的微网三相逆变器控制

针对微电网中非隔离型三电平三相三桥臂逆变器采用传统矢量控制时并网电流总谐波畸变（total harmonic distortion, THD）和离网时输出电压THD较高、微网缺相故障时无法运行的问题,提出了基于虚拟三相算法的微电网三相逆变器控制。该控制采用基于一阶惯性环节的虚拟三相算法,对逆变器控制所需的电压、电流每一相采样值构造成虚拟的三相对称矢量,并使用所得的虚拟三相矢量进行矢量控制。该控制将逆变器的三相控制分解成为独立的三个单相控制,可在微网缺相时正常运行,基于虚拟三相矢量每个单相控制可实现矢量控制并获得矢量控制带来的高控制精度和快速响应速度,从而减小逆变器并网/离网运行模式时输出电流/电压的THD。采用MATLAB/ Simulink数字仿真软件进行了该控制方法实际效果的仿真试验,结果验证了该控制方法的有效性。     

基于混杂控制理论的包含分布式发电的区域电网电能质量控制

针对具有分布式发电的区域电网电能质量控制问题进行了基于混杂控制理论的研究探索。首先针对分布式电源接入区域电网后对电能质量带来的影响问题进行了分析,然后介绍了混杂控制的基本理论,根据含有分布式发电的电网混杂系统进行了模型构建和分析,最后针对IEEE14节点模型的分布式电源改造模型进行了混杂控制系统的仿真,并针对机组故障的电压紧急调控和负荷变动机组出力调整两个问题进行了仿真分析。通过仿真结果可以看出,混杂控制系统的调控能力在应付分布式电源接入后导致的网络潮流多变,结构复杂度提升,调控难度增加等问题上具有较好的解决效果。     

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,在光伏电池输人功率发生骤变时,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。