电网故障下光伏并网低压故障穿越控制策略的研究

电网发生故障或扰动可能造成光伏并网点电压跌落,严重影响电力系统的安全运行,光伏发电站有必要具备在电压跌落范围和时间内保证不脱网运行的能力。提出一种基于无功补偿的光伏并网低压穿越控制策略。该方法在检测到电压跌落时,通过断开外部电压环路将双闭环控制模式更改为单电流环路操作模式,采用改进后的无功补偿控制策略防止逆变器产生过电流,为电网电压提供无功补偿,较好实现不脱网运行。最后利用Matlab / Simulink软件比较和分析低压穿越控制策略前后的相关参数。仿真结果表明,改进的控制策略可以有效地抑制逆变器输出电流的增加,并且能提供无功功率来支持电网电压,以在电网电压骤降期间实现低压穿越。     

直流闭锁故障下风电并网功率和直流输送功率的耦合关系分析

中国一次能源和负荷成逆向分布,新能源基地集群通过特高压直流群外送,新能源高占比电网中风电和直流耦合关系复杂。首先,建立电网分析模型,研究风电和直流在电网频率、电压方面的耦合关系。其次,根据最大频率偏差耐受能力,计算风电和直流在频率方面的耦合关系。再次,根据直流闭锁故障后风电暂态过电压总脱网量约束,推导风电并网点的暂态压升,计算暂态压升和脱网量的关系,得到直流和风电在暂态过电压方面的耦合关系。理论计算结果表明：风电和直流呈负相关性。根据2020年西北电网青豫直流和近区风电并网功率的仿真结果,验证了理论推导的正确性。     

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

小型光伏并网微控制器

针对光伏并网发电系统中的核心技术——逆变器的结构设计与控制方法进行详细分析,采用软件锁相环(SPLL)实现了逆变器对电网电压频率和相位的实时跟踪;根据光伏微逆变器的特点,研究分析了结构简单具有隔离作用的有源钳位交错反激变换器。通过搭建Matlab/simulink模块对系统主电路进行理论验证,在实验室制作了100 W的实验样机对系统进行实际验证。实验结果表明系统满足设计要求,其控制方法和策略具有可行性。     

基于改进MPPT算法的光伏并网系统研究

光伏并网逆变器是光伏发电系统中重要环节,为使逆变过程中光伏电池输出功率最大,需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪.常用最大功率跟踪方法会产生误判现象,不仅会降低光伏电池能量转换效率,而且还会造成并网电流产生畸变.针对上述问题,笔者改进了传统扰动观察法,提出了一种改进型MPPT算法,并在Matl ab/Simul ink环境下搭建了含有Boost电路的两级式光伏并网逆变器系统.仿真实验表明,含有改进型MPPT的光伏并网逆变器能够有效提高光伏电池输出功率.     

风电耦合制氢技术进展与发展前景

大规模开发利用风电等可再生能源已成为世界各国清洁低碳能源转型的共识,但因其存在随机波动性和间歇性强的缺点,在风电渗透率高的地区或孤网系统中的应用受到限制。风电耦合制氢技术可发挥氢能长周期大规模储能和多元化产品输出的优势,在未来风电开发利用过程中发挥重要作用。文中综述近二十年来风电耦合制氢技术的发展现状,对并网型和离网型风电耦合制氢技术的应用效果和经济性进行评价,并针对技术应用中存在的瓶颈问题,从系统优化设计、运行策略制定以及全寿命周期技术经济性评价等方面给出进一步发展方向建议。最后,根据我国资源禀赋和区域特点等提出适合我国不同地区风电耦合制氢技术的发展前景。     

LLC负载超高频谐振逆变器并联特性研究

针对LLC负载1 MHz超高频感应加热电压型谐振逆变器并联运行中,串联不同电感时逆变器的工作特性进行了理论分析,探究逆变器换流角度以及LLC品质因数的变化,对逆变器输出电压存在差异时换流角度的变化进行了研究。得出1 MHz的电压型谐振逆变器在存在电感差异、电压差异时换流角度是较小的,可以保证逆变器工作在小感性换流状态。最后通过MATLAB/Simulink仿真实验验证了理论分析的正确性,并对仿真结果进行了综合分析。     

基于LightGBM算法的光伏并网系统孤岛检测及其集成的可解释研究

针对智能孤岛检测方法欠缺对数据集划分过程中标签分布不均问题的考虑,以及该领域尚未对复杂智能孤岛检测模型的决策进行可解释性分析,提出了一种基于轻梯度提升机(LightGBM)算法的孤岛检测模型。采用分层抽样的K折交叉验证检测模型的分类性能,解决数据标签分布不均的问题;提出基于决策树的Shapley值加性解释方法为主干,融合累计局部效应图和局部代理模型的集成可解释分析框架,从全局性和局部性角度对光伏并网系统的孤岛状态检测进行归因分析。算例仿真结果表明,所提模型能在传统检测方法的检测盲区中实现精确且快速的动态孤岛检测,且在电压波动、系统故障等情况下均未发生误判。基于集成的归因分析方法解决了单一可解释方法的欠合理性问题,揭示了模型输入电气特征自变量与孤岛检测响应因变量之间的关系,提高了模型的可信度。     

考虑多控制环耦合的并网逆变器非线性建模及仿真分析

随着新能源发电技术的快速发展和电力电子化设备的规模化应用,电力电子化已成为新型电力系统的重要发展趋势。并网逆变器作为新能源接入电网的重要接口,其暂态稳定性对电力系统的稳定可靠运行尤为重要。并网逆变器具有多控制环耦合与强非线性的特征,因此建立其非线性数学模型是分析其暂态稳定性的重要基础。然而,已有的研究大多是基于小信号建模或只考虑单一控制环节的简化非线性建模,不能完全表征并网逆变器在大扰动条件下的暂态响应。因此,充分考虑并网逆变器多控制环耦合特性,建立其全阶非线性暂态模型,包含功率下垂控制环、锁相环,电压电流双闭环控制。为了便于模型应用,采用奇异摄动法推导了非线性降阶模型。利用Matlab/Simulink时域仿真和RT-Lab实时仿真,验证了全阶模型和降阶模型在小扰动和大扰动下的准确性。在非线性降阶模型的基础上进行线性化,并利用小信号方法分析了系统参数对稳定性的影响。所建立的并网逆变器非线性暂态模型具有较高的模型精度和实用性,可为电力电子化电力系统的暂态稳定性分析提供数学模型基础。     

一种改进线性扩张状态观测器的自抗扰控制宽频带振荡抑制方法研究

针对自抗扰控制策略在并网系统参数变化时能否维持逆变器接入弱电网的稳定性展开了进一步研究。首先,建立了计及频率耦合的自抗扰控制型并网逆变器等效单输入单输出序阻抗模型,并采用Nyquist稳定判据定量分析逆变器输出功率、电网短路比、锁相环以及自抗扰控制器参数变化对并网系统稳定性的影响。其次,针对上述参数变化所导致的弱电网下自抗扰控制型逆变器稳定性降低、宽频带振荡等问题,提出了一种改进线性扩张状态观测器(enhanced linear expansion state observer, e-LESO)的自抗扰控制宽频带振荡抑制方法。通过在传统一阶自抗扰控制器中LESO内部增添比例支路和滤波环节,重塑自抗扰控制型并网逆变器输出阻抗,拓宽其中频段(100 Hz~1 kHz)内呈正阻尼特性的频率范围,从而增强自抗扰型并网逆变器鲁棒性,实现宽频带振荡抑制。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。