非线性负载条件下储能变流器并联控制策略

针对孤岛工况下微电网运行的谐波问题,以典型整流型大电容非线性(RCD)负载为例,研究储能变流器并联运行时的负载谐波电流分配和电能质量控制方法。提出一种基于谐波虚拟阻抗的谐波一次分配控制和基于谐波补偿的二次电压质量控制方法。实验结果表明,通过在一次控制中引入基波虚拟阻抗和谐波虚拟阻抗,可实现良好的功率分配和谐波均分效果,通过在二次控制中引入谐波补偿控制可提高微电网母线电能质量。     

T型三电平PCS电能质量辅助治理控制策略

储能变流器(PCS)是储能介质与电网或负荷的接口,主要承担储能介质与电网或负荷的能量交换.为提高PCS的利用率,解决非线性以及不平衡负荷对电网电能质量造成的不良影响,提出一种混合坐标系下基于比例积分(PI)+矢量PI(VPI)的电能质量辅助治理控制策略.在同步旋转坐标系下,通过PI控制器实现基频有功功率、无功功率的控制,而VPI控制器实现不平衡负荷下的负序电流补偿;在两相静止坐标系下,通过VPI控制器实现各次谐波及其不平衡分量的分频补偿.实验结果证明PCS的电能质量辅助治理控制策略可有效改善电网电能质量.     

三电平储能变流器改善电流质量研究

为解决当下电能替代负荷在配电网应用下产生的综合电流质量问题,结合低压用户侧储能变流器的结构及控制特点,提出了基于储能变流器的综合电流质量治理策略。考虑到储能变流器的控制特点,给出了作为解决综合电流质量场景下的相关设计方法,在典型电能替代负荷下,采用Goertzel-IIR前置滤波器锁相环滤除电网电压可能含有谐波及负序分量,保证输出电流与电网电压同步;采用离散傅里叶、对称分量法及瞬时无功功率理论综合检测方法,提取基波正序无功分量、基波负序分量及零序分量;并结合电流分频控制及直流电压载波层叠调制保证系统的精准稳定运行。最后利用Matlab/Simulink搭建系统仿真模型,验证了所提方案的正确性和有效性。     

基于谐振控制的微电网储能变流器多目标控制策略

为提高储能系统利用率,实现多目标控制,提出一种基于比例矢量比例积分(PVPI)控制的分频协调控制策略。利用PVPI控制所具有的频率选择特性,理论上实现对特定次频率分量的零稳态误差控制,使储能变流器提供功率的同时有选择性地补偿谐波、无功和不平衡电流,从而有效利用了储能系统,改善了微电网电能质量,减小了微电网接入对低压配网电能质量的影响。仿真结果证明了所提多目标分频控制策略的有效性。     

一种双向储能变流器并网控制策略研究

介绍了一种双向储能变流器(PCS)主电路拓扑结构。针对变流器并网电流谐波问题,提出一种基于复合控制技术的电流谐波抑制策略。由于受到电网谐波及调制的影响,双向储能变流器的并网电流中含有一定谐波,降低了装置输出电能质量。采用结合比例积分(PI)和重复控制的复合控制策略,能有效抑制双向PCS并网电流的谐波含量,并保证了系统双向控制的动态响应速度。在此基础上,研制了一台100 kW双向PCS样机。实验结果验证了所提变流器并网控制方法的有效性和可行性。     

基于下垂控制的微电网变流器并网运行控制方法改进

基于下垂三环控制的微电网变流器并网运行时,电网电压存在的谐波分量将恶化微电网变流器输出电流。在不增加下垂三环控制环节的基础上,通过对传统控制方法中电压控制环的改进,提出一种简单有效地抑制微电网变流器输出电流谐波的方法。分析了传统下垂三环控制策略输出电流谐波产生的原理,将传统策略中电压调节器进行相应重组,在不影响基波输出阻抗的前提下增大微电网变流器对应谐波阻抗。分析了谐波调节环节谐振系数和截止角频率与抑制精度和抑制带宽的关系。仿真和实验结果表明,在相同电网谐波环境下改进方法能将微电网变流器对应输出谐波电流约降低至传统方法的15%,验证了该方法的正确性和可行性。     

基于分层控制的微电网并网谐波电流主动抑制控制策略

采用传统下垂控制的电压源型逆变器并联构成的微电网,由于其等效输出阻抗较小,当微电网与电网并联运行时,易受到电网并网点电压谐波分量扰动的影响,使微电网并网电流总谐波畸变率升高。提出一种基于分层控制的微电网并网电流电能质量主动提升控制策略,首先利用Park变换将并网点与微电网交流母线的误差电压变换到旋转坐标系下,并在原微电网的二层控制中添加误差电压补偿环路,利用补偿环路中的并联多重谐振控制器对该误差电压进行运算,得到底层电压源型逆变器的谐波电压补偿量,同时在逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,提高逆变器对谐波电压补偿量的跟踪能力,进而减少微电网交流母线与并网点间的谐波电压差,从而降低微电网向电网注入的谐波电流。通过分析表明,本文所述控制策略不仅可减少微电网向电网注入的稳态谐波电流,还可以降低由于并网开关闭合导致电网对微电网的谐波电流冲击。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于超容与并联MMC的中压配网电能综合治理

为改善中压配网的电能质量,提出了一种基于超级电容储能的模块化并联型多电平变流器(P-MMC-SC),通过在直流母线配置超级电容器作为储能单元,结合并联型多电平变换器实现对中压配网电能质量治理。讨论了P-MMC-SC整体控制流程及网压发生/未发生暂降时的补偿分量检测及控制方法,给出了P-MMC-SC超级电容相间均压与各相各模块均压控制策略。最后分别通过系统仿真与原理样机实验表明,含超级电容的并联型模块化变流器兼具补偿系统电压暂降和补偿负载谐波和无功电流的功能。     

基于主从控制的微电网电压质量改善策略

针对非线性不平衡混合负载易导致微电网母线电压畸变和不平衡的问题,目前大多采用增加额外的电能质量治理装置来提高母线电压质量。鉴于逆变器具有与电能质量治理装置相同的拓扑结构,本文将微电网母线电压质量治理问题转化为连接在微电网母线上的多逆变器输出侧电压质量治理问题,提出利用并联在微电网母线上的多逆变器系统对母线质量进行治理的策略,即将电能质量治理功能嵌入到从逆变器中,利用从逆变器实现逆变后的剩余可用容量抑制微电网母线电压谐波和不平衡。本文首先以单台逆变器为例,对非线性不平衡混合负载造成逆变器输出电压质量下降的原因进行分析,在此基础上,提出利用从逆变器剩余可用容量来补偿负载中的谐波、负序电流分量,而负载中的基波电流和零序电流分量则有主从逆变器共同分担。该控制策略有效的降低了逆变器输出侧电压的畸变率和不平衡度,避免了增加额外的电能质量治理装置,降低了系统成本。最后通过在PSCAD仿真环境下搭建仿真模型验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

储能电站接入电网电能质量评估分析

当前,储能电站多采用非线性储能变流器进行电量存储与释放,储能电站接入电网会引起较为显著的电能质量问题。因此,如何保证大容量储能接入背景下系统的稳定性与安全性,并合理评估区域电网储能承载能力显得尤为重要。以某大型储能电站接入山东电网工程为例,提出了一种储能电站接入电网的电能质量评估分析方法,通过在ETAP软件中对公共电网与储能电站精准建模,精准评估储能电站典型运行工况下,谐波(电压、电流)、三相不平衡、电压波动、电压偏差等电能质量指标,同时考虑电能质量背景测试数据,得出储能电站接入对电网电能质量的综合影响,为储能电站接入审查和电能质量治理改进提供参考依据,对提升电网电能质量、改善用电环境具有重要意义。     

微网蓄电池储能系统滤波及并网控制策略

针对微网中蓄电池储能系统充放电时谐波含量较高情况,在DC/DC与DC/AC变流器之间加入LC滤波器滤除低次谐波,在DC/AC变流器与电网之间加入LCL滤波器抑制高次谐波;并在传统PQ控制基础上以逆变器侧电感电流和网侧电感电流加权值作为内环电流控制信号,降低了解耦分量的纹波含量,减小了储能系统的电压源特性和LCL滤波器阻抗特性对滤波效果和电压波形的影响,提高了控制精度和响应速度;通过隔离变压器调节逆变器输出电压,保证并网电压的稳定。构建仿真模型仿真验证了双层滤波结构和改进控制策略可有效提高蓄电池储能系统的电能质量。     

孤立运行光/储微电网中储能变流器暂态功率波动协调抑制策略

光/储微电网在孤岛模式下,储能系统维持微电网内部功率平衡,并保证电压、频率稳定。但当网内负荷发生较大突变时,会导致储能变流器的输入或输出功率突变,造成变流器电流的瞬时应力增大,易引起过流等故障,降低微电网整体可靠性。针对这一问题,提出了一种基于储能变流器与光伏逆变器协调运行的控制策略,该策略利用储能变流器输出有功功率的变化率对光伏逆变器d轴参考电流进行快速补偿,调节光伏逆变器的输出功率,使光伏系统与储能系统同时响应网内负荷的变化,从而达到抑制储能变流器暂态功率波动的目的。建立了包含储能变流器、光伏逆变器、光/储协调控制系统、网络和负荷的微电网小信号模型,分析了系统的稳定性。利用Matlab/Simulink对光/储微电网进行仿真,并搭建光/储逆变器并联实验平台,不同工况下的对比仿真和实验结果验证了所提协调控制策略的有效性。     

电池储能系统在改善微电网电能质量中的应用

微电网中的电池储能系统不但可以用于维持微电网的功率平衡,还可用于治理微电网中非线性负荷注入的谐波电流和配电网侧渗透的谐波电压。为充分利用电池储能系统的冗余容量和改善微电网的电能质量,本文提出了电池储能系统的一种多功能控制策略。首先,介绍了主电路的基本结构和各子系统控制指令信号的生成,其次,利用Matlab/Simulink软件搭建了一个由两种微电源、两类负荷和两条支路构成的简单微电网模型,最后在微电网模型中对该多功能控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明,在这种控制策略下电池储能系统既可以有效地维持微电网的功率平衡,又能很好地改善微电网的电能质量。     

基于改进型统一电能质量调节器结构的微电网控制策略

在电压等级为380V的微电网应用中,针对主电网三相四线制结构,提出了一种基于改进型统一电能质量调节器(UPQC)结构的微电网控制策略。该策略可以有效补偿主电网电压跌落、过电压和电压畸变,以及由微电网中非线性和不平衡负荷带来的电能质量问题。并网变流器(包括串并联变流器)在补偿电网电压和电流的同时,不仅解决了串并联变流器耦合带来的干扰,而且实现了微电网合理的功率分配。通过改进微电网公共连接点的UPQC结构,提出了改进型最小能量电压跌落补偿法,克服了传统补偿算法的缺陷,确保负载电压不会发生相位突变,不仅提高了分布式电源补偿电压的能力和范围,而且降低了变流器的容量和成本。通过MATLAB/Simulink仿真验证了所述控制策略的有效性。     

含非线性及不平衡负荷的微电网控制策略

微电网中非线性不平衡负荷将增加电压不平衡度、增大总谐波崎变率,影响微电网电能质量.文中提出一种基于dq坐标瞬时功率理论的补偿算法,根据测量的非线性不平衡负荷瞬时电流和通过滤波算法得到或设定的其他电源提供的电流,计算分布式电源电压源逆变器(VSI)的参考电流.在补偿算法中增加倒下垂控制,实现微电网不同运行模式间的平滑转换...     

基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。     

交流型微网指定次电压谐波主动补偿策略

微电网中电力电子变换器,以及局部非线性负荷的普遍存在,使得谐波污染已经成为影响微电网电能质量的重要因素。根据分布式电源接口逆变器,提出了一种基于两相静止αβ坐标系的微电网孤岛运行下的电压谐波补偿控制策略,有效地降低了微电网电压谐波畸变率。考虑到分布式电源的有功输出,采用了指定次谐波补偿控制策略,节省分布式电源用于补偿的功率,实现了微电网电能质量柔性控制;最后,在MATLAB/SIMULINK中对所提控制策略进行了验证。     

串联型配电网三相电压不平衡补偿器的研究

针对配电网三相电压不平衡问题,提出一种采用串联型电能质量调节器补偿配电网三相电压不平衡控制方法。通过构造辅助瞬时功率,检测出非线性负载下三相电压不平衡配电网公共接入点(PCC)电压基波正序分量;通过接入点实际电压与检测正序电压的差值,得出串联变压器需要补偿的电压参考值;以参考电压为目标,对电压型变流器进行正弦脉冲控制,使串联变压器上产生相应的电压抵消电源中负序、零序分量及谐波电压分量。仿真和实验结果表明该方法能有效补偿配电网三相电压不平衡并消除谐波电压。     

电网不平衡故障下风电并网变流器的控制综述

在电网电压发生不平衡故障情况下,由于引入了负序分量,导致了直流母线电压以及并网变流器输出功率产生二倍频的波动,交流输入电流产生谐波畸变。为了保证风电系统在电网不平衡故障下正常运行并提高风电并网变流器的并网电流质量,研究电网不平衡故障下的风电并网变流器控制策略已成为了迫切需求。在电网不平衡故障下,针对正负序分量的分离、控制目标的选取、电流参考值的计算、电流内环/功率内环的控制以及谐波控制等并网变流器控制的关键技术方面,对现有文献的控制策略进行综述。     

基于降阶广义积分调节器的四桥臂变流器谐波消除方法

四桥臂变流器能有效的控制三相电压平衡,已广泛应用于分布式发电系统中。然而传统的四桥臂变流器控制策略对输出的谐波抑制效果有限。由于电力电子器件的高速开断会产生大量的谐波污染,使变流器输出的电能质量降低。针对此问题,本文提出一种基于降阶广义积分的分序控制策略。根据其单极点的特性,在特定的谐波频率下将其电压电流分量进行提取并进行消除,达到提高变流器输出电能质量的目的。最后通过仿真和实验验证了所提方案的可行性。