弱电网条件下单相光伏并网逆变器的控制研究

单相全桥逆变器单极性正弦脉宽调制(SPWM)相对于双极性调制损耗低,电磁干扰少,更适用于逆变控制,但该调制方式存在一个过零点振荡。在弱电网条件下,由于电网波形畸变,对电网电压的过零点处理尤为关键。针对过零点问题,在并网条件下,采用基于二阶广义积分器(SOGI)的单相锁相环检测电网电压过零点,与传统的过零鉴相相比,具有良好的效果,并在一台4 kW的单相光伏并网逆变器上得到了验证。     

光伏并网逆变器中的零电流箝位分析与补偿

分析了光伏并网逆变器中零电流箝位(ZCC)现象发生的原因,并从理论上预测了ZCC区域的边界。研究结果表明,不仅死区时间会引起电流在过零点处的畸变,且每个开关周期内开关管导通延迟时间所引入的额外伏秒损失,也会引起并网电流在过零点附近的畸变。为补偿这部分损失,此处提出了一种双脉冲补偿方法,它是在并网电流过零点附近,对开关器件采用固定脉宽加传统调制脉宽的改进型单极性SPWM方式,使ZCC现象得到了精确补偿,有效地消除了光伏并网发电系统中电流过零点箝位现象。以一台10 kW光伏并网逆变器为测试实例,验证了该补偿方法的有效性。     

非隔离型H6桥单相光伏逆变器无功补偿调制及并网电流波形改善控制

为满足新的并网标准对单相光伏并网逆变器无功补偿功能的要求,针对非隔离型H6桥单相光伏逆变器,该文提出一种具有无功补偿功能的分段调制策略。分析与讨论了H6桥单相拓扑输出无功功率时,在输出电压过零点及电流过零点,并网电流产生畸变的原因。采用比例–积分–谐振(proportion integration resonance,PIR)控制器来抑制并网电流的直流分量。并通过构造PIR全程滑模面,推导并网电流滑模控制律,平滑了H6桥在两种调制模式的过渡过程,改善了并网电流的波形控制。最后,搭建了5 k V?A单相光伏并网逆变器的实验系统,并通过对实验结果的分析,验证了理论分析的正确性以及所提调制方法与控制方案的有效性。     

微逆变器过零点电流畸变抑制的混合控制策略

微型光伏并网逆变器输出电流过零点畸变会导致电网注入电流谐波增加,严重时还会干扰电网正常运行。为解决该问题,通过对反激式微逆变器峰值电流控制策略的分析,讨论了功率器件关断延迟时间对系统功率平衡的影响,指出功率器件关断延迟时间是造成过零点畸变的主要原因,据此提出了一种新的混合峰值电流控制策略。详细分析了其工作原理,给出了控制实现方法,并构建了100 W样机进行实验。实验结果表明所提出的混合控制策略能有效抑制输出电流过零点畸变。     

基于调制波分解的Vienna整流器的调制方法

Vienna整流器是一种控制简单、可靠性高的升压型整流器，被广泛应用到风能发电系统、航空电源以及新能源电动汽车等领域。由于Vienna整流器结构的特性，传统的调制方法会导致电流过零点畸变。因此，该文从调制波分解的角度分析电流过零点畸变产生的原因，针对现有的调制策略存在的不足，在其基础上进行改进，提出一种在维持直流侧中点电压平衡的情况下，可以最大程度地降低电流畸变的调制方法。该文将Vienna整流器的传统空间矢量调制、具有过零钳位的空间矢量调制与所提调制方法进行了比较，通过实验验证了所提调制方法的可行性和优越性。     

一种提高级联H桥逆变器功率不平衡运行能力的控制策略

在光伏逆变等以传递有功功率为主的应用场合，由于部分光伏模块光照被遮挡、老化等原因造成模块间功率不平衡较严重时，传统调制波注入策略控制的级联H桥并网逆变器会出现并网电流畸变的问题。传统调制波注入策略中不平衡模块的调制信号微调量为部分调制波，而该文提出由方波（与电流同相位）和共同调制波的部分差值量作为微调量，从而实现功率不平衡下的控制。该文所提方法除了具有谐波补偿法的优点（最高调制比达1.27），同时还具有以下两个特点：(1)能够进一步提高功率较高模块的工作能力（所提方法不仅使高功率模块的调制波基波峰值可达到1.27，而且使此模块的基波电压和电流同相位，从而传输最大有功功率）；(2)能够克服谐波补偿法中的低功率模块因叠加过多反向谐波而部分区域过调制导致的并网电流畸变问题。仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

扩大级联H桥光伏并网逆变器运行范围的控制策略

级联H桥光伏并网逆变器由于输入功率不平衡而导致功率大的级联单元发生过调制现象，从而引发电网电流畸变。为解决此问题，提出一种新型控制方式。所提控制方法通过引入适量的基波至过调制单元调制波中，使得过调制单元的调制波由幅值超过1的正弦波变为幅值为1的正弦波，调制度始终不超过1，并将引入的基波按各单元可承受能力反向补偿至其他非过调制单元，从而抵消在过调制单元中引入基波的影响，解决了过调制问题，扩大了级联H桥光伏并网逆变器调制范围。所提方法可将调制范围扩大至1.27，扩宽了级联H桥光伏并网逆变器稳定域的运行范围。     

基于占空比补偿的三相双Buck并网逆变器电流过零畸变控制策略

与传统三相桥式逆变器相比,三相双Buck并网逆变器无需加入死区,可避免引入额外的电流低频谐波。通常采用半周期控制,但半周期控制会造成电感电流在过零附近出现断续,使并网电流发生过零畸变。在电流过零附近采用全周期控制可以抑制过零畸变,但会使过零处电感电流纹波增大,不利于电感的设计,而且会带来额外的损耗。分析半周期正弦脉宽调制(SPWM)控制的三相双Buck并网逆变器电流过零畸变的原因,改变半周期控制的切换条件,并提出采用占空比补偿的控制方法。详细推导出电感电流断续阶段的理想调制波函数,改变过零附近的占空比,使得电感电流平均值在断续阶段呈正弦变化,从而抑制并网电流的畸变,同时使整个系统的效率得到保障。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

基于单三相兼容PFC的过零点畸变抑制策略

单三相兼容功率因数校正(PFC)变换器应用广泛,具有效率高、稳定性好、兼容单相和三相电源等优点。但该拓扑在单相运行时,网侧输入电流在采用传统控制策略下的过零点畸变严重,影响着单三相兼容PFC变换器的稳态运行性能。此处首先分析了所采用的单三相兼容PFC变换器的拓扑结构,指出了变换器单相运行时电流过零点畸变的产生机理。这里采用延时补偿和采样电压幅值补偿策略,解决控制延时带来的过零点畸变问题。在此基础上,通过对过零点处高频开关管和工频开关管采取分时开关策略,解决过零点处开关逻辑混乱导致的过零点畸变问题。为验证理论分析的正确性,搭建了一台1 kW单三相兼容PFC变换器实验平台,测试结果表明,所提出的策略能够抑制电流的过零点畸变,提高单三相兼容PFC变换器的稳定性。     

光伏并网逆变器非互补混合脉宽调制下电流过零畸变分析与抑制

采用非互补混合脉宽调制的光伏并网逆变器具有开关次数少,抗干扰能力强的优点。但由于开关管随电网电压正负半周低频通断,并网电流存在明显的过零畸变现象。该文对比分析该调制方式与传统互补混合脉宽调制在开环和闭环控制下的电流换流过程,指出电流断续及存在"失控"状态是非互补混合脉宽调制过零畸变的根本原因。在此基础上,推导出"失控"角的解析表达式。最后提出桥侧电感参数优化以及控制波屏蔽两种电流过零畸变抑制方法。仿真和实验表明,所提方法可有效抑制过零畸变,并网电流总谐波畸变率可减小25%~35%。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

锅炉停用保护剂对水汽氢电导率的影响研究

电站锅炉停用保护剂多采用十八胺和表面活性胺。对这2种停用保护剂进行了应用效果对比研究,即对湿冷机组、空冷机组采用十八胺或表面活性胺、有无凝结水精处理系统等6台机组停机和启动过程中给水、主蒸汽和凝结水的氢电导率变化情况进行分析。研究结果表明：在停机过程和启动过程,2种保护剂均会在水汽系统中发生部分分解,导致水汽系统的氢电导率显著升高;表面活性胺和十八胺比较,使用前者,机组启停机过程可保持凝结水精处理系统正常投运,因而可使水汽质量迅速达标,对机组安全运行有利,因此推荐采用表面活性胺作为锅炉停用保护剂。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

What’s next for Cuba’s electricity sector?

Cuba’s electric sector is approaching an inflection point. Although the country has historically relied upon non-commercial barter agreements for imported oil to meet its electric demand, a combination of factors including reducing imports, increasing demand, and ambitious climate change goals suggest new pathways forward may be warranted. The way Cuba responds to near- and long-term challenges will help set the stage for its energy future. This article describes Cuba's electric sector and provides a set of key recommendations to consider going forward.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。