电压电流双闭环反馈逆变器并联控制

对电压电流双闭环反馈控制单相逆变器的输出特性进行了研究,给出了单相逆变器并联系统的等效模型,分析了并联系统中电流环流与逆变器基准信号幅值和相位的关系,并在此基础上提出了一种通过对逆变器输出电流进行有功、无功分解,然后对基准信号的幅值和相位进行解耦控制的逆变器并联控制策略.针对单相逆变器的有功、无功电流分解问题,通过构造三相对称电流,运用瞬时无功理论对输出电流进行有功、无功分解,从而得到输出有功电流、无功电流并给出电流分解的实现框图.基于上述原理研制了实验样机,实现了2台2 kV·A逆变器的并联运行控制,实验结果验证了所提出方法的可行性和有效性.     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

400Hz 逆变电源并联控制技术研究

400 Hz中频电源在各种军用和民用系统中得到广泛应用,针对其输出电压波形难以控制和并联运行存在环流等问题进行了分析和研究.详细分析了两台逆变器参考信号存在相位差时造成逆变器输出电流矢量不相等的原因.采用CPLD实现各逆变器启动基准信号同步,采用DSP实现瞬时无功理论方法控制各逆变器输出的电流瞬时值相等,以确保各逆变器...     

基于有功和无功环流控制的DC-AC逆变器并联系统分析与实现

传统的基于有功和无功环流控制的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,即根据输出有功功率差调节输出电压的相位,根据输出无功功率差调节输出电压的幅值,实现输出负载均分.该控制方式若应用于电压电流双闭环控制逆变器并联系统会引起系统工作不稳定,本文分析了造成不稳定的原因,给出了电压电流双闭环控制DC-AC逆变器并联系统输出有功和无功功率差与输出电压幅值、相位差之间的定量关系,提出了相应的均流控制策略,给出了并联系统的实现方案.实验结果验证了该控制方案的可行性.     

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统暂态电压稳定性分析及其提升措施研究

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统在遭受严重故障后,存在暂态电压失稳问题,严重影响系统的安全稳定运行。该文揭示了并联系统暂态电压失稳机理,并对比分析了虚拟同步机无功环的3种控制模式对系统暂态电压稳定性的影响。分析表明,该并联系统发生对称短路故障时,虚拟机无功环的Q-V下垂和恒无功控制模式的动态特性恶化系统的暂态电压稳定性。且故障期间逆变器的内电势电压跌落程度越浅,系统暂态电压稳定性越高。在理论分析的基础上,提出一种考虑逆变器故障电流限制的系统暂态电压稳定性提升措施。该措施在保证逆变器输出电流不过流的前提下,提升了并联系统的暂态电压稳定性。此外,为定量分析系统的暂态电压稳定性,提出一种考虑无功控制环动态特性的临界故障清除时间计算方法。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了理论分析的准确性。     

分布式发电系统并网逆变器的无功控制策略

通过研究分布式发电系统并网逆变器的无功控制策略,建立了三相电压型并网逆变器的数学模型,进而针对有功、无功独立调节的要求,提出了基于两相旋转坐标系下的同步PI电流控制的控制方案,它由两个双环控制模型构成,采用电压外环和电流内环的结构,电压外环的作用主要是控制逆变器直流侧电压,电流内环按电压外环的输出的电流指令进行电流控制...     

光伏逆变器改进控制策略的稳定性研究

光伏逆变器在弱电网下运行时,不均匀的线路阻抗使微电网控制系统功率因数下降、带宽变窄、控制性能减弱、跟踪误差变差,甚至导致逆变器系统退出运行等现象。为此,首先在双闭环控制方式下,通过电压环振荡处理引入瞬时无功控制手段与电压前馈控制方式来减少无功输出,提高逆变器控制系统并网电流质量。其次采用锁相环与锁频环复合同步手段优化跟踪质量,提高控制系统功率因数以及抗干扰能力。最后通过搭建两台2 kW同型号的单向并网逆变器并联运行的实验平台验证了该控制方法的正确性与实用性。     

双闭环控制电压源逆变器并联系统环流特性研究

逆变器并联系统各模块输出电压的幅值和相位不一致会产生有功环流和无功环流.从逆变器等效输出阻抗的角度,对基于输出电压和滤波电感电流双闭环瞬时反馈控制技术的逆变器并联系统的环流特性进行了研究.理论分析、仿真和实验结果证明,对于双闭环控制电压源逆变器并联系统,各模块输出电压单位幅值差造成环流的大小取决于单模块逆变器等效输出阻抗的模值,环流的无功功率与有功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值;各模块输出电压单位相位差造成环流的大小取决于单模块输出电压和等效输出阻抗的模值,环流的有功功率和无功功率的比值取决于等效输出阻抗角的正切值.     

弱电网下并联逆变器稳定性及电能质量治理研究

在新能源发电系统中,逆变器通过并联接入电网,扩大了并网容量,此外由于电网阻抗的存在,降低了逆变器的稳定性,也加大了逆变器对负载中电能质量治理难度。文中对一种弱电网下并联逆变器治理负载中电能质量的问题进行了研究,首先以H∞+电压前馈作为电流内环控制策略,分析了弱电网下单台及多台并联逆变器的稳定性能,采用了前馈通道串联复数滤波器及前向通道串联超前校正环节的复合策略提高逆变器的稳定性;其次利用电流检测算法分离负载中的不平衡、谐波及无功电流,实现并联逆变器对不平衡、非线性及无功等负载引起的电能质量问题的治理。通过Simulink仿真实验,结果表明在弱电网条件下利用并联逆变器能够对多种负载的电能质量问题进行治理。     

并联逆变器集群无功控制之间的交互影响

当并联逆变器系统接入弱电网时,电网阻抗便不可忽略,多个并网逆变器之间的交互作用给逆变器的无功控制带来负面影响。以弱电网为研究背景,推导了多逆变器并联系统的传递函数模型。并在此基础上,从谐振特性,动态响应和静态误差这3个方面,分析了并联逆变器系统中逆变器无功控制之间的相互影响,最后利用matlab/simulink进行时域仿真,从并联台数和电网电压暂降2方面对上述分析的正确性进行了验证。     

综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线

对于谐振接地系统,利用工频电流的小电流接地故障选线方法不再适用,而受现场普遍存在的电压互感器/电流互感器接线极性反接问题影响,利用暂态电流极性比较与暂态无功功率方向的选线方法也易出现误选。文中在分析过补偿方式谐振接地系统中接地故障暂态与工频零序电流/无功功率分布差异的基础上,提出两种综合利用故障暂态与工频分量的全信息量选线方法,即:与任一其他线路暂态零序电流极性关系与工频零序电流极性关系均不一致的线路为故障线路;或暂态无功功率与工频无功功率流向不一致的线路为故障线路。两种方法均可有效避免因电压互感器/电流互感器接线极性反接或不确定造成的误选,扩大了对现场条件的适用性,提高了选线可靠性。仿真与现场数据验证了算法的有效性。     

电气化铁路中谐波、无功、负序电流的实时检测方法

为了检测电气化铁路供电系统中的谐波、无功和负序电流，提出了两种基于FBD法的实时检测方法：直接法与间接法。直接法的特点是：根据电网电压的波形分析电流，使功率电流的波形与系统电压的波形完全相同，检测结果易受电压波形的影响，适用于电压波形稳定、无畸变的场合。间接法利用锁相环生成参考电压波形，功率电流的波形与参考电压波形完全相同，检测结果不受实际电压波形畸变的影响。直接法与间接法中没有Park变换，比基于瞬时无功功率理论的检测方法简单，而且适用于从单相到多相电路。仿真结果和实验结果验证了检测方法的正确性。     

葛—南直流输电工程无功及电压控制的研究

为解决葛南线运行中存在调压范围不足,无功补偿不够的问题,通过对两种控制方式下交、直流系统无功交换量的数值和换流变分接头动作频度及α变化幅度等技术指标的计算,分析比较了上述两种无功及电压控制方式各自的特点,指出了葛—南直流输电工程的缺陷,提出了无功控制及交流电压控制的具体改进建议。     

特高压直流完全闭锁后的暂态压升计算方法

针对特高压直流完全闭锁引起的交流系统暂态过电压问题,得出无功盈余量、短路容量是引起暂态压升的主要因素,计及无功补偿的容升效应与交直流系统间的无功交换,得出无功盈余量的计算公式并推导出换流母线暂态压升的计算方法。根据暂态压升表达式提出两个新指标用来衡量直流完全闭锁后的暂态过电压程度,并定量分析了闭锁容量与暂态压升的关系。最后基于DIgSILENT仿真平台,分别搭建CIGRE直流输电标准测试系统与新疆天中直流送端系统,仿真验证了暂态压升计算方法的有效性与正确性。     

一种提高三相VSR直流母线电压控制能力的方法

在三相VSR系统中,当直流母线电压跌落较大时会导致交流侧电压饱和,从而引起交流侧电流畸变和系统的动态响应变差.针对该问题,通过分析三相VSR直流侧电压对交流侧电流的影响以及交流侧矢量关系,提出从电网吸收或向其注入一定无功功率的方法.同时给出了给定无功电流的选取方法.实验结果表明,当直流母线电压跌落并导致变换器交流侧电压饱和时,所提方法可使交流侧电压降低到线性调制区域,降低了交流侧电流的畸变率,改善了系统的动态响应.     

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统

提出了一种性能良好的电压矢量控制PwM整流器方法.根据dq坐标系下整流器数学模型,用控制整流器系统中有功和无功功率的方法间接控制相互有耦合的输入有功和无功电流分量.控制系统电压外环用PI调节器输出有功指令电流分量,反馈输入电流与指令电流的误差作为两个电流滞环调节器的输入.滞环输出经过开关逻辑表选择出合适的电压矢量,不需计算开关作用时间,控制整流器输入电压和电流同相位,输入电流正弦化.仿真和实验结果证明了该控制方法简单,动态性能好,易实现.     

基于FBD法的四相输电系统电流检测方法

为了检测四相输电系统中的谐波和无功电流，在进一步完善FBD法定义的基础上，提出了一种基于FBD法的四相输电系统电流检测方法。该方法利用锁相环产生参考电压波形，可以准确检测出基波有功电流、基波无功电流和谐波电流，检测结果不受实际电压畸变的影响，实时性好。基于FBD法的电流检测方法与基于瞬时无功功率理论的电流检测方法相比，原理更简单，更适用于四相电路，在负载不平衡条件下检测效果更好。MATLAB仿真结果验证了该电流检测方法的正确性。     

Voltage regulation with STATCOMs: modeling, control and results

This paper presents system modeling and control design for fast load voltage regulation using static compensators (STATCOMs). The modeling strategy gives a clear representation of load voltage magnitude and STATCOM reactive current on an instantaneous basis. The particular coordinate transformation employed here also facilitates extraction of linearized system dynamics in conjunction with circuit simulators. It is rigorously shown that the control problem of load voltage regulation using reactive current is nonminimum phase. Linear and nonlinear controllers for the regulation problem are designed and compared via simulation results. Internal dynamics of the STATCOM are modeled using the same strategy. Lyapunov based adaptive controllers are designed for controlling the STATCOM reactive current while maintaining its dc bus voltage. Simulation results of the controlled STATCOM integrated with the load bus voltage controller are presented to show efficacy of the modeling and control design.     

特高压直流分层接入工程主回路稳态参数的分析与计算

在高压直流工程规划设计初期,需要对主回路稳态参数进行计算。首先把特高压直流分层接入系统简化为2个单层系统,归纳了单层工程进行主回路稳态参数计算方法。分析证明了低功率情况下提高换流器无功消耗的两种方法,相应地提出两种无功校验的算法。在低功率情况下,分层工程若一个系统由于无功要求需提升直流电流,则会导致各系统无功校验后的直流电流不一致。针对此问题,提出了层间计算的解决方法。取各层系统直流电压的最低值作为层间控制电压,用此电压调整换流器的其他控制参数。调整后关断角、理想空载直流电压和换流器无功消耗的变化规律用Matlab分析给出。最后,用算例进行了稳态运行特性分析,验证了本文提出算法的合理有效性。     

用于电能计量芯片的无功功率计量方法

现有电能计量芯片中无功功率计量电路难以同时满足计量精度高与硬件开销小的要求。为解决此问题,提出了一种无功功率计量的新方法,该方法采用3个一阶IIR滤波器,其中电压通道内的相位移动滤波器使电压信号产生-90°相移,电压通道和电流通道内的两个幅度补偿滤波器共同对由相位移动滤波器产生的信号幅度衰减进行补偿。两个幅度补偿滤波器被要求设计成具有相同的结构和参数,二者的并联应用不会改变电压与电流之间的相位差。提出了高效的无功功率计量系统设计方法,其中特别是幅度补偿滤波器设计的优化方法。仿真和实际产品测试结果表明,该无功功率计量方法不仅硬件资源消耗较少,而且可以达到较高的计量精度,优于现有电能计量芯片的无功功率计量方法。