微网孤岛模式下逆变器双闭环控制策略

微网系统孤岛运行时,失去电网电压和频率的支撑,传统的单闭环电压控制已经无法满足对逆变器的有效控制。文章在传统单闭环电压控制的基础上,加入电流内环,采用电压预同步控制,对交流母线电压和频率有效控制,减小逆变器输出电流对电网的冲击。引入电容电流前馈解耦,保证逆变器输出功率实时满足不同负载的功率变化,提高了系统带感性负载时的稳定性。通过仿真分析,该控制策略实现了交流侧母线电压和频率的稳定,且系统带不同负载时,逆变器具有较好的动态响应性能,验证了该控制策略的有效性和正确性。     

基于扰动观测器的微网逆变器鲁棒H∞控制策略

为抑制微网逆变器在孤岛模式下运行存在的内部参数摄动和负载扰动,文章提出了一种基于扰动观测器的鲁棒H∞控制策略。基于所建立的逆变器多参数摄动模型,利用内模原理和小增益定理设计电压环鲁棒H∞控制器;采用扰动观测器对负载投切时所产生的负载电流扰动进行观测和补偿,以提高系统的动态特性。采用2 kW实验样机对所提出的控制策略进行验证。实验结果表明,该控制策略不仅能有效抑制逆变器工作时的内部参数摄动和负载扰动,提高微网逆变器的鲁棒性能,而且在负载切换时具有快速的动态响应。     

一种混合储能微电网离并网控制技术研究

微电网并网功率或本地负载突变时系统稳定性变差,文章采用超级电容和蓄电池混合储能提高系统稳定性。直流侧采用低通滤波为超级电容和蓄电池充放电的控制策略来稳定直流母线电压;交流侧采用离并网控制策略以保证逆变器平滑无冲击的离并网,使逆变器在并网运行时能够按照电网指令产生相应的有功功率和无功功率,孤岛运行时则可以保证电压质量且满足本地负载的功率需求。通过搭建硬件平台对以上策略进行了测试和验证。实验结果表明,文章方法能够有效提高系统的稳定性。     

基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略

针对微网孤岛运行采用下垂控制时造成的频率偏差、功率无法精确分配问题,提出一种基于PMU的同步定频微网孤岛运行控制策略。以PMU秒脉冲为同步参考信号,计算生成统一参考坐标系的实时旋转相角。基于此相角对各节点可调度型分布式电源逆变器进行同步控制,使其输出频率固定、相位相同的电压。根据各测点PMU同步功率量测信息,结合各分布式电源额定容量占比,对逆变器输出电压进行二次调整,实现各分布式电源输出功率的精确分配。通过建立传递函数、绘制根轨迹对逆变器功率控制参数进行分析和设计。利用Matlab/Simulink时域仿真模型和微网实验平台共同验证了所提策略的可行性和有效性。     

基于PSCAD的光储联合微网控制仿真研究

摘要： 光储联合微网的控制技术研究对提高微网可靠运行具有十分重要的意义。针对光储联合微网的能量控制问题,利用PSCAD平台建立了基于主从控制的光储联合微网发电系统模型。对光伏微电源,联网/孤岛模式下均采用了PQ控制方法;对储能微电源,联网模式采用同样的控制方法,而孤岛模式则采用了V/F控制方法。结果表明,采用该控制方法,联网时能够保证光储微网的能量可控及双向流动;孤岛时储能微电源能够为光储微网提供稳定的参考电压和频率,并调节与平抑光伏及负荷的功率波动。实现了光储联合微网在联网/孤岛模式运行下的能量可控性及良好的动态调节性。     

模拟同步发电机特性的分布式电源逆变器控制

微电网孤岛模式下,当逆变器输出功率变化时,下垂控制的逆变器存在频率突变和偏移的问题。文章采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略,使微电网逆变器接口具有下垂特性,同时,引入转动惯量和阻尼的调节来改善功率变化时频率突变和偏移的问题,提高系统的稳定性。文章设计了VSG的控制模块,仿真结果验证了控制策略的有效性。     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

一种新型的永磁直驱风力发电机组控制策略在微网中的应用

针对永磁直驱风力发电机组提出一种新型的控制策略。并网运行下采用最大功率跟踪控制;孤岛运行下网侧变流器作为电压源逆变器(VSI)运行,为微网提供稳定的电压频率,机侧变流器控制直流母线电压和定子电压的大小。同时针对新型控制策略下存在的转矩波动与运行模式切换的问题,分别设计阻尼控制器和无扰PI控制器。着重分析风电机组在孤岛运行下的稳定运行区域以及与蓄电池之间的协调控制。在DIg SILENT/Power Factory中建立仿真模型,对微网不同模式下的运行以及风速、负载变化下的响应进行仿真验证。仿真结果表明,新型控制策略在维持微网稳定的前提下,可减少蓄电池的容量和充放电次数。     

一种混合式光伏逆变器反孤岛策略

逆变输出同本地消纳功率平衡时,被动式反孤岛策略会出现非检测区,而主动式反孤岛策略对电能质量有影响。文章提出一种基于过欠电压/频率和功率扰动相联合的混合式光伏逆变器反孤岛策略,该控制策略是将逆变器输出功率与负载功率进行比较,得到控制信号,进而在孤岛发生时根据不同工况在两种检测方法中切换。建立了光伏逆变器孤岛检测仿真模型,仿真结果表明,文章反孤岛策略具有无检测盲区、产生谐波小等优点。     

新型孤岛微网主从控制策略研究

为降低传统主从控制中对主电源的依赖,提高微网功率调节能力,提出了采用对等控制的储能逆变器作为主电源,采用功率控制的分布式电源逆变器作为从电源的新型主从控制策略。搭建了光伏电池模型,设计了其接口变流器的控制策略,以保证光伏最大功率输出。给出了传统主从控制策略中主电源V/f及从电源PQ控制原理,并采用相角下垂控制对主电源控制方法进行改进,使储能逆变器共同作为主电源运行,最终形成新型主从控制策略。应用相角下垂控制有效克服了频率下垂控制频率偏差的问题。最后依据上海电气中央研究院微网一期工程搭建了微网仿真模型,在孤岛运行模式下进行传统主从控制和新型主从控制策略的对比仿真研究。结果表明,新型主从控制策略不仅可以保证微网稳定运行,而且相对于传统主从控制可有效降低对单台主电源的依赖,增强了微网的稳定性,同时提高了微网功率调节能力,更大范围平衡分布式电源和负载的波动。