基于同步发电机模型的微网逆变器控制仿真研究

以配备储能装置的微网逆变器为研究对象,借鉴同步发电机机组调速及励磁控制原理,设计微网逆变器控制器,将逆变器整定为虚拟同步发电机(VSG),使其具备功率控制和调压调频的功能。为了能模拟同步发电机的电磁暂态过程,在功率控制环路中添加功率微分补偿环节和励磁电流控制环节,减小负载突变或者模式切换造成的电流冲击。设计VSG在离网、并网以及模式切换时的控制方案,搭建1台10kW的VSG机仿真模型,并验证了控制策略的正确性。     

基于逆变器直流侧电流控制的多微源并离网无缝切换

传统的多微源并离网无缝切换多采用无功-电压下垂控制策略,不能保证无缝切换过程的成功,且在孤岛运行时存在电压偏移的现象,影响微电网整体的电能质量。通过研究逆变器直流侧与交流侧电量的关系,提出了在储能逆变器控制策略中加入直流侧电流控制策略,消除了电压偏移和误调节的问题,提高了微电网在运行过程中的电压稳定性。     

微电网光伏逆变器的设计与分析

针对偏远地区以及东南沿海孤岛用电难问题,研究了并网、离网光伏逆变器储能系统的构成,设计了双向储能逆变器的控制模型和控制方法,最后通过仿真分析得出结论:离网时双向储能逆变器能正常工作,并且能实现并网、离网间的平滑切换.     

并离网逆变器的控制研究

研究了一种既能够工作在并网,也能工作在离网状态的逆变器.在市电异常时,并网逆变器能够可靠地切换到离网模态保证本地重要负载供电.重点分析了工作在离网模式下的控制策略及切换方法,通过电感电流无差拍内环控制来实现输出输入电压与电流内环的扰动作用,提高了内环的跟踪速度.在离散域下分析了无差拍模型电感参数的匹配范围,针对数字控制延时降低了模型电感参数匹配范围并引起系统稳定裕度变小的问题,提出了改进型的无差拍电流内环控制,提高了系统的稳定裕度.最后通过实验证明了该控制算法的可行性和优越性,以及适合设计的切换要求.     

含直流储能的双端柔性直流输电技术提高微网并网稳定运行能力的研究

为了提高微网并网时稳定运行能力,平抑配电网公共连接点的功率波动与维持功率潮流分布,研究了一种含直流储能的柔性直流输电并网接口系统,根据柔性直流输电和蓄电池数学模型,以直流侧储能单元的充放电与双端功率传输控制和平抑微网并网扰动为目标,提出了基于两段式充电的矢量解耦三环控制及蓄电池的充放电切换控制策略,构建了以蓄电池为储能元件的微网并网系统仿真模型,针对微网内功率变化、蓄电池充放电切换和微网交流系统短路故障等情况进行了仿真分析,结果表明控制策略在保证储能单元的充放电与双端功率传输的基础上,有效地抑制了公共连接点的功率波动,保证了电网潮流分布的稳定。     

基于PLL的VSG并网控制研究

新能源通过电力电子接口接入电网也为电网的稳定运行带来了新的挑战,逆变器由离网模式切换到并网运行模式的瞬间容易产生较大的冲击电流. 现提出一种基于锁相环虚拟同步发电机的预同步并网控制技术能够有效解决这一问题. 该控制策略下的逆变器能够平滑并网、电压相位的同步追踪有效抑制了冲击电流、实现离并网的快速切换,同时改善了并网逆变器的性能、增强了电网的稳定性. 最后,通过搭建并网虚拟同步发电机模型验证了该设计的正确性和有效性.     

直流微网供电系统控制技术研究

根据风能发电与太阳能发电的相辅特性以及蓄电池的储能特性,构建了一套多电源供电的直流微网系统发电模型.通过对此系统的能量流动及运行特性的分析,提出了此系统的能量管理方案.分别绘制出了直流微网各组成部分的模块方框图以及仿真模型.针对逆变器的拓扑结构得出了其控制的数学模型,采用基于SVPWM的电压电流双闭环控制实现了微网在并网和离网两种运行模式下的稳定运行和自动平滑切换.最后通过仿真测试验证了分布式电源、蓄电池、负载以及电网在不同的工况下此能源控制方案的可行性,实现了此供电系统的稳定运行.     

应用于停车棚的光伏—储能微网发电系统研究

提出了应用于停车棚的分布式发电光伏储能微网发电系统设计方案,进行了并网光伏发电系统、储能系统和微网控制管理系统设计重点介绍了光伏电池阵列、并网逆变器、储能装置充放电系统、储能系统容量规划、微网电网结构、光储微网系统整合运行等设计内容。     

孤立微网协同控制策略

针对微网储能系统受容量的限制,从而引起微网运行不稳定,提出一种改进的微网协同控制策略.采用双层协同控制结构,初级控制是蓄电池储能系统,次级控制是微网管理系统(MMS).初级控制保证微网频率在可接受的范围内,次级控制保证微网中最大的备用容量.采用详细的微源模型,准确地描述了不同类型分布式电源原动机部分对微网系统的影响,建立带有详细微源模型的微网仿真系统,并进行了仿真,仿真结果表明:该协同控制策略具有良好的动态性能,并能够保证供电质量的要求,有较理想的应用前景.     

dq0坐标系下微网电压电流双闭环下垂控制方法及其逆变器设计

下垂控制是在微网中广泛使用的一种控制策略,下垂控制的逆变器联网运行时,微源输出功率为下垂曲线在频率等于50 Hz处的功率值,逆变器相当于恒功率输出。在介绍了下垂控制的基本原理和具体实现方法的情况下,研究了下垂控制的逆变器并网运行时的特性,得出了线路阻抗和下垂系数均象征着并网过程中系统阻尼的结论,设计了下垂控制的功率控制器和逆变器输出端滤波器的参数取值,利用matlab模型对设计进行仿真,并设计了下垂控制离网运行时的频率恢复控制方法。     

分布式光伏无缝切换控制策略仿真与研究

为解决分布式光伏发电并网时对大电网产生的冲击,在分布式光伏发电系统中加入储能系统,形成混合发电系统,整个系统采用直流微网形式,仅使用一个双向DC/AC换流器,减少了电能损失和控制复杂度。光伏控制采用最大功率跟踪法。换流器并网时采用PQ控制,可平抑光伏功率波动,提高系统稳定性;独立运行时采用V/f控制,为交流侧提供电压和频率参考,蓄电池保证重要负荷的电源供应,实现混合系统与大电网的无缝切换。最后,通过对光伏发电系统不同运行模式转换进行建模仿真,验证了控制策略的有效性。     

基于DIgSILENT软件的微电网动态仿真

基于DIgSILENT软件,介绍了分布式电源逆变器控制模块的仿真模型,并对由恒功率控制的微源和V/f控制的储能装置组成的微电网进行了联网转孤岛运行的仿真,结果表明该系统可以稳定工作于联网和孤岛模式,并能实现二者切换时的平滑过渡,提高了微电网供电可靠性.     

微电网技术在航天供电系统中的应用

随着分布式发电技术的不断发展,将分布式发电供能系统以微电网的形式运行,与大电网互为支撑,成为发挥分布式发电供能系统能效的最有效方式之一。航天电力系统由于具有较强的分布式特点,而其对供电可靠性要求高,适合采用微电网系统。在归纳总结微电源模型的基础上,分别在独立运行和并网运行时分析了微电源逆变器的控制特性,根据不同微电源的类型分别采用PQ控制和V/f控制策略,提出了相应的控制器设计方法,建立了微电网模型。试验结果表明,微电网技术适合在航天供电系统中应用发展。     

非隔离型六开关光伏并网逆变器

针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种新型非隔离型六开关(H6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H6拓扑在两桥壁之间增加了一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在M atlab/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H6型光伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑.     

基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器控制策略

针对采用常规恒功率控制方式下的光伏并网逆变器缺乏电压和频率动态调节能力的问题,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)的光伏并网逆变器控制策略.根据同步发电机的原理,建立同步发电机的并网等效电路和矢量关系表达式,设计了有功频率控制算法和无功电压控制算法,搭建了虚拟同步发电机控制策略下的光伏发电系统.在Matlab/simulink环境中建立了10 k W的光伏并网系统.仿真结果表明,基于虚拟同步发电机的光伏并网逆变器具有与同步发电机相似的调频调压特性,能够较好地适应电网运行要求.     

基于逆变器控制策略的微电网故障分析

本文针对微电网故障问题,通过分析PQ和VF控制策略的逆变器运行特性,建立了基于逆变器控制策略的数学分析等值模型,提出了故障状态边界条件. 结合微电网孤岛运行时的工作特点,利用故障前后的节点电压和节点电流,推导出微电网处于孤岛运行状态并发生三相短路故障时,公共耦合节点（PCC）处的电压与电流求解方程,建立了较为精确的故障分析方法. 最后利用PSCAD建立了220 V低压微电网的仿真系统,验证了所述方法的正确性.     

锂电池能量回收系统的进网电流优化控制技术

为了改善锂电池能量回收系统并入电网的电能质量,针对系统核心组成部分并网逆变器进行研究.通过建立基于LCL滤波器的并网逆变器的系统模型,说明该系统对控制方案所提出的要求,并指出传统的基于电网电压定向的PI控制方案无法在满足稳定性要求的同时实现良好的控制性能.引入一种重复控制与PI控制相结合的复合控制方案来弥补原有控制方案的不足.通过系统仿真以及样机实验证明,该方案对由电网电压畸变所引起的进网电流中的谐波成分具有较好的抑制能力,能够在不增加系统硬件复杂程度的前提下获得较好的进网电流波形.     

智能型混合能源独立供电/市电并联系统

开发了一个智能型混合能源独立供电/市电并联供电系统,解决再生能源可能引发之发电不稳定问题,利用独立电源混合并入市电之机制互补电能供应,运用成本导向发展经济调度法则,完成电源管理及功率分配最佳化过程控制,并可根据不同场址需求弹性加入各种再生能源以及传统能源.本系统透过全数字化控制达成电源管理及功率分配,并分析混合能源发电系统之冲击,并网模式将洁净能源电力转换供给一般负载使用,减少尖峰时刻之市电需求,于离峰用电或多余电能时将水电解为氢与氧储存备用,该系统可以逆潮流反馈电能回市电,自动侦测市电中断时以独立供电模式供应负载.本系统可达成三点目标:1)经智能型电源管理控制法则使系统操作于最佳效率之状态;2)并网模式时,输出与市电电压同相位之电流,达成单位功因并网以提升能源利用率;3)独立供电模式下提供低总谐波失真成分之正弦输出电压,有效降低电磁干扰.比对商购产品,少数有同时具备监视及控制功能,且不具备如本系统可任意搭配能源数量及调配电力使用负载条件之功能,本研究所开发之系统具有明显技术差异、领先优势及成本优势,具高度商品化价值.     

多能源集成的四端口高频逆变器控制策略研究

为实现多种能源端口集成,提高逆变器的功率密度,提出了一种四端口高频逆变器电路结构和控制策略.该逆变器通过DC/HFAC/LFAC两级变换,采用脉冲密度调制(PDM)技术,消除了高频脉冲电压低次谐波,并实现了零电压开关.首先提出了逆变器电路结构,分析了PDM控制工作原理和电路工作模态,然后给出了逆变器电路控制实现方法,最后进行了Matlab/Simulink仿真验证.仿真结果证明了该逆变器控制策略的正确性