基于PSCAD的电网电压不平衡情况下光伏并网逆变器控制策略的研究

为了实现光伏并网逆变器在电网电压不平衡情况下能够输出平衡的三相电流,建立了电网电压三相不平衡情况下光伏并网逆变器的数学模型,分析了采用传统同步旋转dq坐标系下PI控制策略的缺点,在研究同步旋转正负序坐标系下双dq-PI控制的基础上,给出了一种改进的dq-PI控制策略。在PSCAD环境下,对传统PI控制策略和改进的dq-PI控制策略进行了对比验证,仿真结果表明光伏并网逆变器采用改进的dq-PI控制策略能够得到三相平衡的输出电流。     

基于三相光伏并网系统的比例谐振重复控制研究

在分析LCL型的光伏并网系统的运行状态的前提下,针对三相光伏并网系统的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力等问题,提出了一种基于比例谐振的重复控制的控制策略。该控制策略利用比例谐振(PR)在其谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,实现电流的无静差跟踪,提高系统的稳态性能;利用传统的重复控制在并网系统稳定以后可以抑制电网的周期性扰动,从而提高系统的动态性能、电网的抗干扰能力以及获得高质量的并网电流波形。最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果显示这种改进的重复控制策略能够很好地解决光伏并网的稳定性能、输出波形质量的好坏以及电网的抗干扰能力这类问题。     

针对电网阻抗的大型光伏并网系统稳定性分析与提高策略

大型光伏并网系统中,一般采用多逆变器并联结构来提高总的光伏并网系统的容量。由于光伏电站的结构特点,随着并网容量的增加,电网阻抗值相对于某一个光伏发电单元而言将会被等效放大,从而导致逆变器控制策略失效且并网失败。文中在光伏并网系统开关平均模型的基础上,详细分析了电网阻抗对于逆变器输出电压和电流的影响,并针对电网阻抗导致的光伏并网系统的不稳定现象,采用虚拟阻抗思想,通过输出电流反馈,实现指令电流与输出电流的协调配合,等效消除电网阻抗对并网电压稳定性和并网电能质量的影响,从而保证系统的稳定运行。最后,通过仿真分析和试验验证了理论分析的正确性。     

电容分裂式变换器模型预测三相不平衡治理策略

针对电网三相不平衡条件下三相四线制配电系统产生负序以及零序电流的问题,选择电容分裂式变换器为研究对象,提出一种模型预测电流控制策略。首先,通过坐标变换构建αβ0坐标下逆变器输出电流的预测模型。其次,基于瞬时无功理论的参考补偿分量检测方法直接计算出零序参考电流。最后,利用价值函数对逆变器输出的不同电压矢量进行评估,选择使价值函数值最小的最优电压矢量并应用于下一采样周期,实现目标电流补偿。所提出的控制策略能够有效降低电网三相不平衡度,补偿三相负载不平衡产生的零序电流,提高了电网电能质量及系统运行性能。仿真与实验结果表明所提出的控制策略在电网不平衡条件下的有效性。     

基于三相对称的光伏逆变器输出短路电流研究

采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压电流控制策略.并与恒功率控制策略进行对比分析,论证了电网故障时采用对称三相电流输出控制策略的优越性。在该控制策略基础上基于瞬时功率理论推导得出光伏并网逆变器输出有功无功与d,q轴电流分量的关系解析式,根据坐标变换理论,推导确定了光伏并网逆变器输出短路电流的峰值与光伏并网逆变器输出有功无功及电网电压正序分量间的函数关系式。通过软件仿真验证了所提基于三相电流对称的光伏逆变器输出短路电流计算方法的可行性,并搭建了实验电路进一步验证了推导的光伏并网逆变器输出短路电流峰值表达式的正确性。     

大型分布式电源建模分析与并网特性研究

详细分析了大中型光伏电站并网原理,确立了光伏逆变器的数学模型和电网分布参数模型,从而进一步分析其并网特性。研究了大型光伏发电系统和薄弱电网并列运行的特性,着重分析了大中型光伏电站在薄弱电网环境下输出电压、电流谐波等电能质量特性。根据采用传统控制算法的三相光伏逆变器仿真结果和实际运行数据,提出基于空间矢量理论的三相光伏逆变器控制算法,可有效降低光伏并网输出电压、电流谐波,增强光伏并网可靠性。理论分析和部分运行结果证明了并网特性的正确性。     

一种适用于不平衡电网情况下的改进型控制策略研究

为了实现光伏并网逆变器在电网电压不平衡情况下能够输出平衡的三相电流,建立了电网电压三相不平衡情况下光伏并网逆变器的数学模型,分析了采用传统同步旋转dq坐标系下PI控制策略的缺点,在研究同步旋转正负序坐标系下双dq-PI控制的基础上,给出了一种改进的dq-PI控制策略。在PSCAD环境下,对传统PI控制策略和改进的dq-PI控制策略进行了对比验证,仿真结果表明,和采用传统的双dq-PI控制相比,光伏并网逆变器采用改进的dq-PI控制策略同样能够得到三相平衡的输出电流,但算法更为简单。     

光伏并网系统控制策略研究与仿真

在分析光伏并网逆变器的基础上,建立了三相光伏并网逆变器在dq坐标系下的数学模型,采用适用于单级分布式光伏电源逆变器的双环控制结构,将直流侧母线电压控制作为外环,实现直流母线电压的稳定控制;并网电流控制环节作为内环,控制输出电流的稳定,在控制策略上改进了非线性关系对逆变器产生的控制影响.通过仿真验证表明,逆变器输出电流与电网同频同相,提高了电能质量,具有较好的快速性和稳定性.     

低压微网中三相光伏并网逆变器控制策略研究

在低压微网中,以三相光伏并网发电系统为对象,分析了三相光伏并网逆变器的数学模型。并网逆变器电流内环采用瞬时电流控制,可以实现系统电流动态跟踪,但是电流内环采用传统PI控制需要功率前馈解耦影响和复杂旋转坐标变换。在瞬时电流控制的基础上,对三相光伏并网逆变器提出一种外环为瞬时功率控制、内环为瞬时电流准比例谐振的控制策略,并采用复传递函数方法分析了PR控制器的动态性能。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了光伏并网逆变器参考功率控制;在光伏并网发电系统输出功率发生突变的情况下,电流内环控制具有快速准确动态跟踪性能,并实现了功率解耦控制,为电网输出高质量电能,仿真结果有效验证了该控制策略的效果。     

不平衡故障下光伏并网系统控制策略研究

电网不平衡故障下,两级式光伏逆变器的直流母线电压及并网电流会不稳定,从而导致光伏逆变器由于过压或者过流而脱网,而光伏逆变器的脱网又会恶化电网系统的安全运行,从而造成更为严重的事故。针对这一问题,首先在分析三相光伏并网逆变系统结构及控制的基础上,提出电网故障下保持系统直流母线电压及并网电流稳定的控制策略,并且采用所提控制策略下的光伏并网逆变器能够在电网故障期间对其提供一定的无功支持。最后,搭建了三相光伏并网逆变系统的数字仿真及物理实验平台,结果验证了所提控制策略在电网不平衡故障下的有效性与优越性。     

100kVA三相四线有源电力滤波器的研制

三相四线配电网的谐波电流、三相不平衡和中性线电流过大问题比较普遍,三相四线SAPF是解决这些问题的理想方案。基于改进的FBD法的三相四线SAPF指令电流检测算法,能够将负载电流分解成基波各相序和单次谐波电流。应用该算法设计并实现了基于4桥臂主电路结构,容量为100kVA(输出电流150A)的SAPF样机,搭建了大容量实验环境,对该装置性能进行了实验验证并给出了结果。实验结果证明装置原理的可行性,对谐波电流、负序电流和零序电流补偿效果非常明显。     

三相四线制下串联混合型滤波器的研究

提出一种应用于三相四线制的串联混合型滤波器结构及相应的基波电流控制策略,无需对谐波进行检测,且可使有源滤波器对各次谐波电流呈较大的阻抗,而对流过的基波电流无影响。同时设计了负反馈控制电路,解决了系统的稳定性问题。阐述了串联混合型滤波器的滤波原理与控制方法。应用MATLAB软件对三相四线制电力系统进行了仿真研究,结果表明所提出的控制策略是正确的。整套装置具有结构简单、检测方便、滤波效果好、系统稳定的优点。     

数字控制400Hz三相四线高功率因数PWM整流器研究

根据航空电源系统中AC-DC静止变流器的应用需要,设计了一套数字控制400Hz三相四线高功率因数PWM整流器系统。传统的直接电流控制方法由于被控量是交流信号,因而存在着相位静差问题,本文采用基于dq同步旋转坐标变换的空间矢量控制方法,实现了输入电流与输入电压间的相位无静差控制,实现了高功率因数目的;针对三相四线结构输出串联电容均压问题,本文提出了输出串联电容均压环与中线电流环串联的双闭环控制方法,实现了输出串联电容均压控制。最后在理论分析与仿真的基础上搭建了3kW原理样机,仿真和实验结果均验证了该系统控制方法的正确性与可行性。     

有源电力滤波器自适应电网电流滞环控制

简要介绍了基于有功能量平衡原理的控制方法,将自适应电网电流滞环控制方法应用于三相四线制有源电力滤波器。该方法主要根据电网电压、有源电力滤波器接入点电压和电网电流的微分改变滞环电流宽度,从而实现开关频率的稳定;通过改变补偿电流的波形实现电网电流的正弦化,且在负载变化时,电网电流能实现动态稳定。该方法的特点是不需要传统的谐波电流检测,可实现数字化控制。使用Matlab仿真,其结果证明了该方法对三相四线制有源电力滤波器进行定频控制是可行的。     

基于无谐波检测控制的三相四线制APF的研究

针对三相四线制低压配电网中存在的谐波污染严重、中性线电流较大的问题,提出了一种基于无谐波检测的三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)控制策略。建立了电容中点型三相四线制APF的数学模型,并给出了其中电感、电容主要参数的设计方法。在对比分析谐波检测和无谐波检测控制方法的基础上,选取了更有优势的无谐波检测控制策略,并针对系统中存在的负序以及零序电流分量分别设计了比例谐振(Proportional Resonant,简称PR)控制器。通过Matlab/Simulink软件搭建了三相四线制APF的仿真模型,并对谐波补偿和抑制中性线电流进行了仿真测试,效果显著。最后,以某公司的TMS320F28377为控制器单元核心搭建了实验平台,证实了所提控制策略的可行性。     

基于广义预测的三相四线制APF控制策略研究

针对有源电力滤波器(APF)系统自身同有延时造成APF补偿性能下降问题,提出了一种基于广义预测控制(GPC)策略。根据GPC理论,设计了三相四线制APF预测控制结构模型,建立了APF的受控自回归积分滑动模型。在此基础上讨论GPC预测控制器的设计方法,实现了对三相四线制APF电流的预测控制。设计了最优控制规律。仿真试验结果表明,广义预测控制具有较好的跟踪能力,克服了系统延时造成的网侧电流存有毛刺的现象。     

三相四线制非线性负载并联电力有源滤波器的研究

针对采用四桥臂变流器的三相四线制电力有源滤波器,建立了三相四线制并联型有源滤波器的数学模型,在此基础上采用改进的ip、iq检测电路,以及三角波载波触发电路设计了一种三相四线制有源滤波器。对其做了MATLAB仿真分析,仿真结果表明该三相四线制有源滤波器具有很好的谐波抑制性能。     

基于有限控制集模型预测控制的APF控制策略仿真

为提高三相四线制电容中分型有源电力滤波器(APF)的稳态和动态补偿特性,引入有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)作为其电流控制策略。首先建立并推导了系统在三维αβγ坐标系下的离散预测模型,使得三相耦合和不平衡电流问题得以解决;并根据预测模型,计算出所有预测电流,通过遍历法找到最优开关状态作为输出,达到快速跟踪指令电流的目的,无需调制环节,控制十分简单;同时采用双环PI控制实现直流侧电容电压的稳定和平衡。最后,通过与复合控制方法的仿真比较,验证了该策略在APF系统控制中的可行性和有效性。     

基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器

针对传统并网逆变器的电流矢量PI控制存在功率耦合问题,需要进行复杂的解耦控制,难以实现并网逆变器系统无稳态误差控制。为了解决这一问题,文章采用瞬时功率外环和电感电流无差拍内环的控制策略,推导了三相并网逆变器的离散数学模型,减少了大量坐标变换,简化了并网逆变器控制系统的设计。通过Matlab仿真结果表明,在并网电流发生变化时,该控制策略仍可以实现并网逆变器输出有功、无功的功率解耦,且并网逆变器的输出电流具有良好的动态跟踪性能,电流谐波含量较低,满足并网要求。