弱电网下逆变器并网系统失稳的两种诱因

为增加功率密度并降低制造成本,并网逆变器采用的滤波器电感越来越小且多台逆变器并联会导致线路等效阻抗被放大,致使弱电网等效线路阻抗与逆变器滤波器电感比值较大。弱电网下较高阻抗比会导致并网逆变器失稳且失稳诱因与其在传统低短路比弱电网下失稳诱因并不相同。将弱电网的工况分为低短路比–低阻抗比工况和低短路比–高阻抗比工况,该文对2种工况下系统失稳诱因进行了对比研究。发现了低短路比–低阻抗比下系统失稳主要和锁相环引入的负阻抗相关,而低短路比–高阻抗比下系统失稳同时和锁相环引入的负阻抗以及电网电压前馈引入的负阻抗和容性阻抗相关。低短路比–高阻抗比弱电网中,并网逆变器采用较小或者较大的电网电压前馈系数均不利于系统稳定性。为保证低短路比–高阻抗比下系统稳定性,需解决电网电压前馈系数优化设计问题。对此,该文基于系统奇异值提出了电网电压前馈系数的优化方法。最后,通过仿真和实验结果验证了研究结果正确性和所提方法有效性。     

瞬时功率聚合传输的低电容值大功率级联型风力发电系统

随着海上风电机组单机容量的不断增加,传统低压两电平背靠背变流器存在额定电流过大、解揽困难等问题,难以满足10～20MW大型海上风电机组功率变换需求。为此,提出了一种基于瞬时功率聚合传输的中压大容量级联H桥风电变流器拓扑结构。该拓扑利用四端口DC/DC变换器进行电气隔离。并给出了一种基于瞬时功率聚合传输的控制方法,将级联H桥三相H桥单元的低频脉动功率进行聚合传输,消除级联H桥的直流侧低频脉动电压。相比于常规级联H桥风电变流器,所提拓扑不需要多绕组工频变压器隔离,并且可以大幅降低所需的低频滤波电容,具有功率密度高、成本低、可靠性高(直流滤波电容)的优势。最后搭建了小功率模拟实验平台,验证了所提拓扑及控制策略的有效性。     

基于多绕组永磁发电机的大容量级联型风力发电变换器

针对大容量风电机组的中压变换问题,提出了一种基于多绕组永磁发电机的级联型变换器系统,通过模块单元级联实现中压输出,从而省去升压变压器.将模块中发电机的两个正交绕组经PFC整流后在直流母线上并联,实现发电机单位功率因数运行,并保持馈入直流母线的瞬时功率恒定.利用发电机的电枢电感作为升压电路的储能电感,减小了系统的体积和成本,导出了电感取值的适用范围.逆变侧的H桥单元级联电路采用矢量控制,独立调节注入电网的有功和无功功率.仿真和实验结果验证了该类变换器拓扑结构和控制方法的有效性.     

基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制

三电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点,适合于中压大容量的应用场合.通过分析PWM整流器的数学模型建立了三电平PWM整流器矢量控制系统,根据空间矢量PWM和载波PWM的本质联系,以及选择冗余矢量的本质含义,提出了一套基于零序分量注入的多电平变换器PWM算法.根据所选择控制目标的不同,注入最优零序分量,该算法避开了寻找合成矢量和作用时间的复杂计算,对多电平系统具有通用性.本文将其应用于三电平PWM整流器控制系统中,实验结果验证了该算法的可行性,整流器在单位功率因数运行的同时,实现电容中点电压平衡,降低了开关损耗.     

低成本无位置传感器永磁电机在空调压缩机中的应用

空调压缩机控制系统作为空词系统的核心部分要求具有低成本、高性能、高效率的特点.提出一种永磁同步电机一压缩机无位置传感器控制方案.通过对直流母线电压、电流采样,结合逆变器开关状态实现定子相电压和相电流的重构.根据压缩机通常运行在高速区的特点.采用改进电压模型的反电势积分方法对磁链和转速进行估算,实现了永磁同步电机无速度传感器的矢量控制.对电流采样过程中存在的问题进行了深入的分析,并提出解决方法.实验结果验证了控制方案的可行性,并成功应用于空调系统,在提高系统性能的同时,降低了系统成本.     

风力发电系统技术讲座 第一讲:风力发电系统技术概述

1 引言 在目前已得到开发利用的清洁能源中,风力发电是发展最快的,也是最具有大规模开发前景的发电方式。随着风能利用技术的日趋成熟,风能的开发成本逐步降低。目前陆上风电场建设投资在8000-10000元／千瓦左右,风力发电的成本已经可以与常规能源相比拟。截止2008年年底,     

一种基于矩阵变换器的海上风力机中压电能变换系统

矩阵变换器是一种新型交-交直接功率变换器,不需要中间直流环节,能够产生正弦的输入输出电流,并且输入功率因数和输出频率可调,具有能量双向流动特性,因此矩阵变换器在未来中压大功率海上风电中具有良好的应用前景.研究了一种基于三相-单相矩阵变换器的模块化变换器在海上风电中的应用,并对其控制策略进行了研究,该变换器随着级联单元数...     

一种三相级联H桥光伏并网系统参与电网频率支撑的控制策略

光伏发电具有清洁、安全等特点，是解决能源危机和环境污染的有效途径。然而，光伏并网逆变器不具有转动惯量和阻尼，随着光伏发电在电网中的渗透率不断提高，大规模光伏并网对电网的频率稳定提出了挑战。级联H桥逆变器因具有模块化结构、无需工频变压器等优点，在光伏发电领域具有广阔的应用前景。针对三相级联H桥光伏并网系统，提出了一种具有支撑电网频率功能的逆变器控制策略，利用各光伏组串的有功功率储备，在不增加储能装置的情况下，实现了对电网频率动态特性的改善。针对级联H桥拓扑常见的相间功率不平衡问题，利用提出的储备功率在各相间和相内各模块间的分配方法，可实现对各光伏组串输出功率的平衡控制，最大限度保证了相间和相内各模块间的功率平衡，从而保证了系统三相电流的平衡输出，并降低了H桥模块过调制的风险。最后，在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型和10kW模拟实验平台，通过仿真和实验对提出的控制策略的有效性进行了验证。     

变换器级联运行有功电流传输极限分析及优化EI北大核心CSCD

级联运行的电压控制型变换器和电流控制型变换器在离网型微网中广泛应用。针对电压控制型变换器和电流控制型变换器级联运行的电流极限问题,证明输出电流达到极限值会致使系统失稳,严重限制系统输出功率。因系统呈高阶特性,该电流极限的理论值难以直接从阻抗稳定判据推导得到。由此,该文分析并验证阻抗稳定判据和复转矩系数法的一致性,并采用复转矩系数法推导系统有功电流传输极限值,其中包括电压控制型变换器和电流控制型逆变器的级联有功电流极限值以及电压控制型变换器和电流控制型整流器的级联有功电流极限值。然后,分析控制器参数对电流极限值的影响,指出调整控制器参数无法使系统电流极限得到有效突破。由此,为提升系统可传输有功电流,从而提升输出功率,针对电压控制型变换器,考虑其过载限流能力,提出一种改进电压控制方法。最后,通过仿真和实验结果验证研究结果的正确性和所提电压控制方法的有效性。