微电网电压不平衡的分层补偿控制策略

微电网是消纳分布式电源的有效手段之一,然而也带来了其自身的电压控制的难题,特别是公共连接点处的三相电压不平衡问题比较突出,为此提出一种微电网公共连接点电压双极补偿控制方法,上层控制发送与电压的正序和负序分量有关的控制信号,采用双电流环的控制器可得到电流给定值;下层控制通过双电流环控制器实施.针对PCC点三相电压不平衡的问题,应用dq旋转坐标分解原理,提出一种基于改进解耦的双同步坐标系锁相环(IDDSRF-PLL)的控制方法,能够实现正负序分量的独立控制,并通过控制给定模型的正负序电流和电压不平衡补偿控制器得到三相平衡电压,使得公共连接点母线电压的二倍频波动部分为零,从而实现了对三相电压不平衡的补偿控制.利用MATLAB/Simulink对微电网接入电网进行建模仿真,结果表明,分层控制方法能够较好的实现对微电网的电压控制.     

电网电压不平衡情况下双馈风力发电变流器控制

针对电网电压三相不平衡情况下双馈风力发电系统输出功率二倍频谐波分量带来的安全稳定问题,提出了一种以消除二倍频谐波分量为控制目标的正负序双闭环电流控制策略.建立了双馈风力发电系统网侧变流器不平衡条件下的数学模型,进而分析了二倍频谐波分量产生的机理,采用四分之一周期延时方法对正负序分量进行分离,且正负序电流单独参与运算控制来抵消功率二倍频分量.在Matlab/Simulink软件上建立了仿真系统,仿真结果表明了理论分析的正确性和提出控制策略的有效性.     

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。     

基于二进制遍历法的负序电流治理装置研究

电网三相电流不平衡是一种普遍存在的现象.通过对称分量法,可以将任意三相不平衡电流分解为正序电流、负序电流和零序电流.负序电流过大将会导致电网的电能损失,甚至引起继电保护装置误动作,给电网的安全运行带来隐患.提出了一种负序电流治理装置,通过二进制遍历法控制电容器的投切,以达到治理负序电流的效果.     

一种可进行不平衡补偿的静止同步补偿器控制方法

提出了一种能够让STATCOM对三相不平衡负载进行补偿的控制方法.该方法以序分解和dq解耦为电流检测的基础,取消了传统检测方法中的滤波环节,简化了检测方法,提高了无功电流的检测速度和检测准确性,并对负载正负序无功电流和负载负序有功电流同时补偿,使补偿后的系统电流三相平衡.建立了STATCOM的模型,并在此基础上推导出对不平衡负载补偿的STATCOM无差拍控制模型.通过仿真验证了控制方法的有效性和可行性.     

基于双派克变换的新型三相锁相环技术

针对电网电压不平衡故障时,三相锁相环输出存在二倍频谐波扰动问题,提出了一种基于双派克变换的新型锁相环.对电压信号分别进行正序派克变换和负序派克变换,并将负序派克变换中的直流量乘以变换矩阵,通过交叉解耦可消除正序派克变换中的二倍频分量,有效提取了基波正序直流分量,可实现电网电压不平衡条件下的相位和频率准确跟踪.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,分析了锁相环在电网不平衡下的稳态响应.结果表明,本文提出的锁相环较传统的锁相环而言,在电网故障下更能精确检测电压相位和频率信息.     

不平衡电压下双馈发电机陷波滤波改进型矢量控制

通过建立双馈风力发电机在电网电压不平衡条件下的数学模型,对电压不平衡时双馈电机的功率、转子及网侧变频器电流瞬时值进行了分析,得出发电机在不平衡电压下定、转子及网侧电流会出现脉动,且风力发电机电流谐波分量较大,传统的矢量控制方法无法有效地抑制这些脉动和谐波.在风力发电机普遍不具备负序控制能力的前提下,提出了陷波滤波改进型矢量控制策略,并进行了仿真验证.结果表明,该陷波滤波改进型矢量控制策略能有效抑制电网电压不平衡引起的直流母线电压与转子电流的脉动,且有效降低了双馈风力发电机在不平衡电压下的谐波含量,提高了双馈风力机在系统电压不平衡时的稳定运行能力.     

基于SOGI和级联DSC的正负序分量分离及其在不平衡PWM整流器中的应用

二阶广义积分器(SOGI)和级联延迟信号消除(DSC)都可用于正负序分量分离,但都有各自的缺点。为了从不平衡电网中提取电网的正序和负序基波分量,提出了消除高次谐波的SOGI和消除特定频率的DSC消谐策略。仿真结果表明,无论是在电网电压失真,还是发生对称故障和不对称故障的情况下,该方法都可以快速、准确地分离电网的正负序基波分量,并且还可用于不平衡脉冲宽度调制整流器的控制。     

电网不平衡条件下PWM整流器正负序分量新计算方法

分析了传统的电网不平衡条件下电压型PWM整流器(VSR)控制系统正、负序分量的计算方法,针对所存在的问题提出了一种正、负序分量的计算方法——延迟法,并把它应用到三相无中线的PWM整流器控制系统中.该计算方法利用了正序和负序的特性来计算正、负序分量,通过实验证明该方法能缩短计算时间和有效降低VSR交流侧电流的不平衡度.     

一种改进的STATCOM补偿电流检测方法

针对不平衡电网中存在的负序电压分量对STATCOM的影响,提取三相基波正序电压作为同步参考信号,提出一种改进的ip-iq补偿电流检测方法.利用Matlab/Simulink仿真软件,对传统的ip-iq补偿电流检测方法和改进后的ip-iq补偿电流检测方法进行仿真.仿真结果表明,与传统的ip-iq补偿电流检测方法相比,该方法能够快速响应且准确跟踪电流变化,具有一定的可行性和优越性.     

电网不平衡下基于SOGI的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的设计和分析通常是在电网平衡下进行,但在实际运行中交流电网是不平衡。电网不平衡将导致MMC桥臂环流的直流分量不再相等,含有2倍频的正序、负序和零序分量,使系统损耗增加,影响系统性能。首先,本文根据MMC的数学模型和相单元的瞬时功率分析环流的产生机理,得到电网不平衡时环流各分量的等效电路。然后,提出一种电网不平衡下基于二阶广义积分器（second order generalized integrator,SOGI）的环流抑制策略,该策略将三相环流中2次谐波分量与不相等的直流分量分离后单独抑制,采用比例积分（proportional integral,PI）控制经SOGI提取桥臂环流的正序、负序2倍频分量,采用准比例谐振（proportional resonant,PR）控制环流的零序2倍频分量。最后,在PSCAD/EMTDC平台中搭建217电平的MMC系统模型,将本文所提环流抑制策略与传统环流抑制策略、采用准比例谐振器控制环流抑制策略和采用比例积分谐振（proportional integral resonant,PIR）控制环流抑制策略进行仿真实验对比。实验结果表明：在单相非金属接地故障时,与其他3种环流抑制策略作对比,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.000 6 kA,将谐波畸变率降低到0.03%,表明所提策略的优越性;同时在两相非金属接地故障时,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.003 9 kA,谐波畸变率降低到0.22%。仿真实验结果验证了本文方法的有效性。     

A novel digital control strategy of three-phase shunt active power filter under non-ideal mains voltages

A novel control strategy for three-phase shunt active power filter (SAPF) was proposed to improve its performance under non-ideal mains voltages. The approach was inspired by our finding that the classic instantaneous reactive power theory based algorithm was unsatisfactory in terms of isolating positive sequence fundamental active components exactly under non-ideal mains voltages. So, a modified i _p -i _q reference current calculation method was presented. With usage of the new method, not only the positive sequence but also the fundamental active current components can be accurately isolated from load current. A deadbeat closed-loop control model is built in order to eliminate both delay error and tracking error between reference voltages and compensation voltages under unbalanced and distorted mains voltages. Computer simulation results show that the proposed strategy is effective with better tracking ability and lower total harmonic distortion (THD). The strategy is also applied to a 10 kV substation with a local electrolysis manganese plant injecting a large amount of harmonics into the power system, and is proved to be more practical and efficient.     

基于STATCOM的自励异步发电机不对称负载控制

针对独立自励异步发电机(SEIG)加载后电压和频率聚降的问题,提出了一种带储能装置的静止同步补偿器(STATCOM)对其进行并联补偿,以维持负载后机端电压和频率的稳定.基于自然坐标系的控制策略,实现STATCOM有功和无功的解耦控制,达到稳压稳频的目的.为了减小不对称负载电流对发电系统造成的危害,在三相参考电流中注入定子电流负序分量加以抑制.该控制策略在d SPACE+Quanser8实验平台上进行验证,结果表明,所采用的控制策略能有效提高异步发电机的负载能力和电能质量.     

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制

研究了风力发电三相并网逆变器的前馈解耦控制.根据基尔霍夫电压定律建立了逆变器的三相静止坐标系的数学模型;通过坐标变换得出了d-q坐标系下逆变器的数学模型.给出了基于空间矢量的电流前馈控制策略,并实现了并网电流有功分量和无功分量的独立控制.研究了α-β坐标系下的直接计算法锁相.通过实验证明,采用该控制策略可以实现单位功率因数并网.     

基于瞬时无功理论的并联型有源滤波器恒功率控制

针对有源滤波器谐波电流检测的复杂性以及响应延迟,根据瞬时功率理论,提出了并联型有源滤波器恒功率控制策略。该控制策略通过实现逆变器有功功率和无功功率的解耦,分离出待补偿的功率分量,采用空间矢量调制算法,实现系统的恒功率控制。通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果显示该策略可以有效抑制系统交流侧谐波电流,补偿无功功率,输出稳定的有功功率,改善系统稳态性能,证明了该策略的正确性和有效性。     

直驱式风力发电系统并网变流器研究

直驱永磁风力发电系统中,变流器是将发电机所发的电能输送至电网的设备.建立了永磁直驱风力发电系统并网变流器数学模型,在同步旋转坐标系下,将输入功率因数改善到单位功因.同时,在三相全桥全控型直流-交流变流器电网并网下,提出了交-直轴电流闭回路控制,使永磁式同步发电机向电网提供电能.利用MATLAB/Simulink建模仿真,仿真表明设计的交-直轴电流闭回路控制,发电机能向电网稳定输送功率,其并网电流和电网电压同相位,并实现单位功率因数传递电能,验证了控制系统的可行性与有效性.