考虑谐波电流的并网逆变器阻抗模型研究

分布式发电系统挂载了大量的并网逆变器,逆变器侧和电网侧的谐波存在交互作用,会影响系统的稳定性.本文推导了单相双闭环LCL并网逆变器的阻抗模型,分析了考虑非线性因素下的阻抗模型.为提高系统阻抗模型的准确性,在研究系统低频特性的基础上,提出直接将并网逆变器谐波电流引入到并网系统阻抗模型中,建立谐波阻抗模型.利用提出的谐波阻抗模型对多逆变器并网系统进行建模和谐波交互分析.以电路模型为基准,对采用谐波阻抗模型进行谐波分析的结果做了比较.仿真结果验证:谐波阻抗模型具有较高的准确性.     

基于改进型锁相环的单相并网逆变器

单相并网逆变器广泛地应用在新能源发电领域,它的一个关键技术就是对电网电压的锁相。分析了基于Park变换的锁相环原理,并进行了改进。针对并网逆变器采用的LCL滤波器,采用了基于电容电流前馈的有源阻尼控制方案,推导了LCL滤波器的模型,在此基础上加入电容电流前馈,推导出加入前馈后的数学模型,给出了不同前馈系数的bode图,分析出不同前馈系数的变化趋势。通过单相并网逆变器的仿真实验,验证了改进型锁相环和有源阻尼控制的正确性。搭建了硬件平台,进行了并网硬件实验,验证了以上理论的正确性和可行性。     

IGBT并联型500 kW光伏并网逆变器设计

对500kW光伏并网逆变器进行工程化设计,其主电路采用IGBT管级并联的单级三相半桥逆变电路和LCL滤波器,控制系统采用基于电网电压定向的双闭环控制策略.三相半桥逆变电路每相采用4只额定电流为450A的IGBT管并联,对LCL滤波器和直流侧电容进行参数设计和元件选型,研制了控制系统实验装置.搭建了500kW单级式光伏并网逆变器仿真模型和小功率实验电路.仿真和实验测试结果验证了设计的正确性.     

基于频域分析和低通滤波的光伏并网逆变器谐振抑制研究

为了抑制光伏并网系统中的谐波谐振,本文提出了一种逆变器低通滤波控制策略。首先分析了LCL型光伏并网逆变器的频域特性,其次建立了单个光伏和多个光伏并网的诺顿等效模型,最后研究了不同并联台数情况下逆变器谐波谐振特性和多并网逆变器相互间的耦合关系。通过SIMULINK仿真验证,证明了该方法对谐波谐振具有良好的抑制效果。     

并网逆变器的等效模型及其在孤岛检测中的应用研究

并网逆变器在新能源发电等系统中发挥着重要的作用.并网逆变器在研制、调试、开发过程中,若因控制算法、保护电路设计或调试方法不当等,很容易损坏主电路中的开关器件,导致经济损失、影响逆变器的研制开发进度.本文推导并建立了单相并网逆变器的模拟开关和运放模拟电路等效模型,以此等效模型为基础设计半实物硬件仿真系统来模拟实际的单相并网逆变器,并以主动电流扰动孤岛检测算法为例对此等效模型进行了可行性验证.该法可有效简化硬件设计、降低调试成本,仿真和实验结果验证了逆变器等效模型的有效性和实用性.     

风力发电中LCL型单相并网逆变器的稳定性分析

为了解决由于LCL型并网逆变器比例控制系统参数设置不当导致风力发电系统不稳定问题,以并网电流和电容电流双闭环比例控制下LCL型单相H桥并网逆变器为例,运用频闪映射方法分别建立了系统主电路和控制电路离散迭代模型,根据Jacobian矩阵特征值法分析控制参数对系统稳定性的影响并对系统稳定域进行划分。在MATLAB/Simulink中搭建系统平均模型,通过仿真获得的电流时域波形、电流-电压相位图、电流谐波谱分析图直观形象的分析验证理论分析与模型的正确性。研究结果对并网型LCL逆变器控制参数设计,避免系统不稳定现象出现具有一定的参考价值。     

基于自适应虚拟电阻的广域有源阻尼器

并网逆变器是分布式发电系统与电网之间的电能变换接口,然而,随着分布式电源的广泛分布,并网的公共耦合点(pointofcommoncoupling,PCC)和电网之间含有较长的输电线路、较多的隔离变压器,导致电网和发电系统之间联络变弱,电网等效阻抗增加,电网呈现弱电网特性.并网逆变器与电网弱联络时,并网逆变器的锁相环(phase-locked loop,PLL)、电流控制环的控制作用会在较广的频域内引入负阻尼,可能导致系统在广域范围内失稳.为了解决这一问题,本文建立了考虑PLL影响的并网逆变器广域阻抗模型,提出了基于阻抗分析的广域稳定性判据,并在此基础上通过在PCC点并联有源阻尼来稳定系统的方法设计了一个广域有源阻尼器,将其并联连接到PCC点,使其在PCC点合成一个并联阻尼电阻以抑制系统产生的谐振.当系统工况发生变化时,通过提取PCC点谐振电压并利用谐波含量限制的方法来自适应调节虚拟电阻值,实现广域范围内镇定系统的效果.最后在MATLAB/Simulink中搭建了并网逆变器等值系统模型,通过时域仿真验证了该广域有源阻尼器的正确性和有效性.仿真结果表明,并网逆变器与电网弱联络时,PLL、电...     

10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计

以10kW三相光伏并网逆变器为研究对象,阐述了并网逆变器的系统结构和工作原理,并根据其输入输出特性对逆变器主电路参数进行设计.最后,在MATLAB/SIMULINK环境下进行了系统的建模与仿真,通过FFT分析了逆变器输出电流和并网电流,仿真和实验验证了主电路参数设计的正确性.     

配电网中变压器高频阻抗特性分析

变压器是电力系统中重要的电气设备之一．为提高配电网的通信效率,对高频信号下变压器阻抗特性的研究是十分必要的．分析了常用的高频阻抗测试方法,通过对变压器离线时阻抗测量数据分析,得到变压器在信号频率为500kHz-1MHz频率范围内的阻抗特性,并对变压器高频模型进行修正,最后通过Simulink仿真验证了其正确性,为配电网载波通信系统阻抗特性研究提供参考．     

LCL型并网逆变器并联谐振机理分析及抑制方法

针对两个并网逆变器并联系统,利用叠加定理分析了各逆变器对并网电流的影响,对并网电流进行分解,研究了由交互电流和公共电流产生谐振的机理,对比分析了相同和不同容量多个并网逆变器并联系统的谐振频率点特性.基于并联系统中交互电流产生的谐振频率点,设计了数字陷波器,引入到传统电容电流反馈有源阻尼控制中,实现了对基波信号的无静差控制,满足了此类系统的并网要求.搭建了相同和不同容量的逆变器并联系统模型,仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性.     

Na/Al对赤泥-煤系偏高岭土地聚合物电化学响应的影响

本文对养护28d龄期不同Na/Al条件下的赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的单轴抗压强度和电化学阻抗响应进行了系列测试和分析。根据地聚合物中离子扩散的特点,建立了基本等效电路模型,利用ZSimDemo3.30d软件拟合与解析等效电路,分析各电路元件参数与Na/Al的关系。结果表明,赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的抗压强度随着Na/Al的增大呈先增大后减小的趋势。电化学阻抗谱测试结果显示,Nyquist图均呈现高频区扁平容抗弧和低频区不明显的扩散曲线;等效电路模型为R(Q(RW)),且随着Na/Al的增大,地聚合物体系的总电阻和硅铝酸盐凝胶中的双电层电容均呈先增大后减小的趋势,而电荷转移电阻随着Na/Al的增大呈减小趋势。本研究运用电化学阻抗谱技术对地聚合物的电化学阻抗特征进行分析,揭示了赤泥-煤系偏高岭土地聚合物抗压强度随Na/Al的变化规律,同时也证明了电化学阻抗谱技术运用于地聚合物强度测试的可行性,为地聚合物无损检测技术提供新思路、新手段。     

磷酸铁锂动力电池阻抗谱参数分析

以电动汽车用动力锂离子电池为测试对象,通过等效电路拟合实际测量的电化学阻抗曲线来分析电池电极系统的动力学过程,并选取等效电路模型在不同荷电状态下的参数分析不同交流阻抗组份及阻抗特性对电池充放电特性的影响。 结果表明:基于阻抗谱测试得到的等效电路模型参数有利于得出更高精度的电池电荷转移阻抗以及扩散阻抗,并且较好地区分电化学极化和浓差极化,可以用于分析不同温度和不同荷电状态的电池充放电性能。      

逆变器并联系统的等效电路

由典型的双闭环逆变器的控制框图,根据频率是否在逆变器的带宽范围内,得出了逆变器在直流、基波频率和高次谐波频率下的等效电路。说明了直流等效电路和基波频率下的逆变器等效电路与控制参数和主电路参数都相关,而高频等效电路只与逆变器主电路中的滤波器参数有关。根据单台逆变器的等效电路得到了并联系统的等效电路,给出了并联系统的在不同等效电路下环流的大小。仿真结果验证了所给等效电路的正确性。     

LCL并网逆变器二自由度PID单电流有源阻尼方法

提出了一种LCL并网逆变器二自由度比例积分微分(two degrees-of-freedom PID control,2DOF-PID)单电流反馈有源阻尼控制策略,其由比例积分(PI)环节和不完全微分环节两部分构成.比例积分环节控制并网电流高质量接入电网;不完全微分环节增强LCL逆变器的阻尼系数,有效抑制系统与电网形成的谐振尖峰,提高系统可靠性与稳定性,并改善系统的动态响应速度.该方法不用增加电压和电流传感器,系统成本低.建立了2DOF-PID控制系统的传递函数,分析了系统的稳定裕度与动态特性,选取了合适的控制参数,构建了系统仿真模型和实验平台.仿真与实验结果表明:2DOF-PID控制的LCL并网逆变器的满载并网电流畸变率仅为2.2%,远低于国家标准(GB/T 30427-2013)的要求;当系统从半载跳变到满载时,系统超调量低于9%,响应速度比其他方法更快.     

基于网络模型的节点阻抗矩阵的新算法

结合配电网结线图特点 ,建立了反映支路电流向节点分布规律的数学模型。在此基础上 ,根据节点阻抗矩阵各元素的意义 ,提出了一种节点阻抗矩阵各元素的简单且准确的计算方法     

低压微电网逆变器并离网平滑切换控制

分布式能源通过电力电子变换器与本地负载、储能设备等相结合构成微电网;并实现在并网、离网及并离网相互切换模式下的稳定运行。采用下垂控制实现微电网离网运行时逆变器输出电压和频率的稳定、并网运行时输出功率的恒定,并且不改变控制方式实现并离网的平滑切换控制。由于传统下垂控制在离网运行时,逆变器输出电压与频率存在一定的偏差;并且为了使逆变器输出阻抗呈阻性以减小控制参数对输出阻抗的影响,采用一种改进的下垂控制策略;并在逆变器双闭环控制中加入虚拟阻抗。仿真结果验证了改进下垂控制策略在离网、并网以及并离网相互切换运行时的有效性,以及相比于传统下垂控制策略的优越性。     

等效电源定理的拓扑形式及其证明

本文给出了含源二端网络的等效电源定理的拓扑形式的证明，并给出了计算含源二端网络开路电压、短路电流以及等效阻抗的拓扑公式。     

电机宽频等效电路模型的快速建模方法

提出了电机宽频等效电路模型的建模方法。通过测量获得电机端部阻抗幅频特性,根据幅频特性的第一个谐振点信息,将幅频特性曲线划分为若干个区域,每个区域用一个谐振单元等效,构建出电机宽频等效电路拓扑;每个谐振单元的R、L、C参数通过该区域的谐振点和任一非谐振点的频率和对应的阻抗值计算获得。用该方法建立了直流电机和交流电机的宽频等效电路模型,并在Saber软件中进行了仿真。将直、交流电机宽频等效电路模型的阻抗幅频特性仿真结果分别与测试结果和参考文献的仿真结果进行了对比。在直流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~50 MHz的范围内、交流电机端部阻抗特性拟合频段0.1~40 MHz的范围内,验证了电机宽频等效电路模型的正确性与可行性。