融合有源滤波与无功补偿功能的光伏逆变控制策略

为了提高电网的电能质量以及光伏并网逆变器的利用率,提出了一种融合有源滤波与无功补偿功能的光伏逆变控制策略。该策略采用法检测谐波和无功电流分量,并通过PR控制器实现交流信号无静差调节。仿真结果表明,融合有源滤波与无功补偿功能的光伏逆变控制策略能根据电网需求,实时补偿电网中的谐波与无功电流,提高了电网的电能质量,节约了投资成本。     

光伏规模化并网的电能质量复合控制策略研究

为了充分发挥并网逆变器结构及功能上的潜在优势,研究将滤波及无功补偿功能融入光伏电站逆变器中,同时实现有功并网、谐波抑制、无功补偿及电压补偿等多功能复用。在研究了逆变器控制策略以及微电网电能质量特性和控制方法后,对光伏电站拓扑结构进行了改进。在此基础上提出了一种基于逆变器动态剩余容量的无功分配策略,对并联逆变器和串联逆变器的控制策略进行详细讨论。运用该控制策略有效地实现了光伏规模化并网的电能质量复合治理,并用PSCAD/EMTDC软件通过实例仿真验证了控制策略的正确性和有效性。     

基于多功能并网逆变器的微电网电能质量研究

针对微电网中含有非线性、不平衡以及无功负荷,从而导致微电网的电压、电流发生畸变,引起谐波污染等电能质量问题。提出了一种能够实现并网发电和电能质量治理双重功能的多功能并网逆变器。集成了向分布式电网注入有功功率和对并网点处的谐波、负载无功、三相不平衡进行补偿等多种功能。最后,利用PSCAD/EMTDC验证了设计的可行性。     

具有改善电能质量的光伏发电并网控制器研究

基于瞬时无功理论的ip-iq电流检测方法,提出了光伏并网逆变器的2种控制方案,可实现逆变器并网发电、动态无功补偿、有源滤波的柔性结合,实现新能源发电的同时又改善了电网电能质量.最后,通过计算验证了该装置无功补偿的能力,具有实际工程应用价值.通过仿真研究表明,提出的2套并网控制策略正确,具有可行性,对智能电网的发展提供了很好的理论基础.     

一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法

为了简化三相并网逆变器的谐波补偿控制,同时提高并网逆变器对电网背景谐波电压的抗干扰性能,提出一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法,该方法将本地谐波补偿和抗电网背景谐波电压扰动在三相并网逆变器控制中予以统一考虑。所提控制方法可根据控制目标的不同,在谐波抑制和谐波补偿两种模式下灵活切换。谐波补偿模式,在不需要进行谐波电流检测的前提下,可实现对本地负载谐波电流的有效补偿,简化了谐波补偿时并网逆变器的控制操作;谐波抑制模式,可抑制电网背景谐波电压对逆变器输出电流的负面影响,从而提高并网逆变器的抗干扰能力。通过对同步旋转坐标系下控制器到静止坐标系的等效变换,建立了整个控制系统在静止坐标系的频域模型,分析了系统的频域跟踪特性和稳定性。仿真与实验结果证明了所提方法的有效性。     

准Z源光伏并网逆变器无功补偿自然坐标控制

准Z源逆变器因为其特殊优势,而在光伏并网中得到广泛应用,但是只向电网传输有功电能的光伏发电系统不能控制和改善电网的电能质量。针对分布式发电中常见的电能质量高渗透率问题,在准Z源逆变器的基础上设计了一种既能够光伏并网发电,又能实现无功补偿的统一控制系统(PG-STATCOM),并针对此系统引入自然坐标控制策略,实现有功和无功的独立控制,无需锁相环,计算简单,节约时间。仿真和实验表明系统具有良好的稳定性和鲁棒性。     

三相四线制光伏并网发电与电能质量调节器的统一控制

针对电网中的三相四线制系统,本文设计了一种光伏并网发电与有源电力滤波器的统一控制策略,新的系统结构和控制策略使得光伏系统在向电网注入有功电能的同时,还能够对电网无功、谐波以及不平衡电流进行补偿,并且在夜间光伏电池不能发电时,系统能够继续工作在电能质量调节器的状态。同时为了改善并网电流控制方式的不足,文中还设计了针对三相四线制并网逆变器输出电流的解耦控制策略,用以提高输出电流的质量。仿真结果验证了该设计的正确性和可行性。     

基于多功能光伏并网逆变器的电能质量调节系统

针对分布式电网公共连接点处出现的谐波、无功和不平衡电流等电能质量问题,提出一种基于LCL滤波器的光伏并网发电与电能质量改善的复合控制策略,可以使多功能逆变器同时实现向分布式电网注入有功功率和对并网点处的谐波、负载无功、三相不平衡电流进行补偿。最大程度利用逆变器的硬件资源,减少硬件投入和设备体积,而达到改善公共连接点处电能质量的综合效果。并给出了一种无锁相环指令电流的生成算法,运用加权电流反馈控制设计了其并网电流跟踪器。最后,利用PSCAD/EMTDC验证了相关设计的可行性和有效性。     

风电机组并网逆变器电压定向控制策略

为了研究风电机组PWM并网逆变器的控制策略,在传统电压定向控制策略基础上提出一种RBF神经网络PID解耦控制策略,以优化风电机组PWM并网逆变器的性能和可靠性,提高电网的电能质量。在MatIab/Simulink中搭建了2 MW的风电机组并网模型,并在Matlab/Simulink中完成了具有解耦控制器的电压定向控制技术的仿真实验。仿真结果表明,采用改进的电压定向控制实现了有功功率与无功功率的独立控制,同时也能达到减少风电机组PWM并网逆变器输出的谐波电流和对电网的无功补偿,改善电网电流品质;仿真实验也表明,采用改进的电压定向控制能够有效地实现风电机组的并网,增强系统的稳定性与鲁棒性。     

含不平衡负荷的微电网中并网逆变器的滑模控制策略

为改善含不平衡负载的微电网的运行性能,通过在静止坐标系中建立带不平衡负载的并网逆变器数学模型,以电压输出平衡和正序有功/无功功率输出平稳为控制目标,针对微电网中的并网逆变器提出了一种滑模补偿策略。基于积分切换函数的滑模功率控制器直接控制并网逆变器输出的有功、无功功率;基于指数趋近率的电流滑模控制器直接补偿由微网内不平衡负荷导致的负序电流分量。并网逆变器除向电网传送功率外还参与微网电能质量控制。仿真结果验证了所提控制方法的稳定性和有效性。     

多功能并网变换器容量优化控制策略

随着"双高"电力系统的发展,并网环境呈现薄弱、复杂态势.电网阻抗的存在使得并网点容易受谐波干扰及无功功率波动的影响,恶化并网电能质量,影响并网变换器友好并网,仅以有功功率为传输目标的传统并网变换器已难以适应上述工况.基于现状提出一种具有谐波抑制功能的光伏逆变器控制策略.指令电流由谐波检测环节和直流侧稳压控制环节组成,根...     

一种适用于微电网状态无缝切换的混合控制策略

针对传统微电源逆变器控制算法需要在微电网并网和孤岛运行时切换的弊端,提出一种适用于微电网无缝切换的混合控制策略。该混合控制策略算法可以同时支持并网和孤岛运行状态,消除了在微电网状态切换时由于软件进行切换所带来的冲击。该算法在并网阶段微电源逆变器具有有源滤波器功能,消除非线性负载对电网带来的谐波电流;其电压环采用比例谐振控制器有效消除孤岛时微电源逆变器输出的电压静差。仿真结果验证了控制策略的正确性。     

基于复合调制及自适应控制的H6逆变器

揭示了一种未加以优化的六开关(H6)并网逆变器存在电流失控区域及不能输出无功电流的内在原因,提出了一种任意功率因数下的复合调制模式,在此基础上针对有功电流及无功电流无静差跟踪问题和传统谐振控制器谐振点偏移问题,提出了新颖的电网频率自适应比例积分谐振控制器,控制器原理明了,易于实现,可确保六开关逆变器对有功电流和无功电流进行自适应调节,提升了逆变器参与有功调频、无功调压的能力及电网适应性。仿真和实验进一步验证了复合调制模式及自适应策略的可行性和优越性。     

微电网中多功能并网逆变器的无线协调控制

多功能并网逆变器在实现可再生能源并网的基础上,还能利用其功率裕量补偿微电网内的谐波和无功电流。然而,单台并网逆变器所能投入的用于电能质量治理的功率容量是有限的。因此,如何有机地组织和协调微电网内的多台多功能并网逆变器,实现它们之间对网内谐波和无功电流的无互连线分摊,具有重要的研究价值。基于限幅控制,提出了一种能协调微电网内多台多功能并网逆变器分摊网内谐波和无功电流的无互联线控制策略。该方法通过对多功能并网逆变器所检测到的补偿电流dq轴分量进行限幅,实现谐波和无功电流在各台多功能并网逆变器之间按补偿容量分摊。最后,在一个微电网实验平台内,利用两台10kVA的多功能并网逆变器并联实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于新型统一电能质量控制器的光伏电站故障穿越技术

近年来,光伏电站低电压穿越技术得到了快速发展,但受限于光伏并网系统电压检测速度影响,光伏电站故障穿越的快速性等问题亟需解决。文中提出一种适用于光伏电站故障穿越的的新型统一电能质量控制器(UPQC)接入结构及控制方法。该型UPQC能够在高电压故障时,通过补偿使光伏电站出口电压稳定在额定值,系统具备高电压穿越的能力,并兼有谐波补偿功能,有助于光伏电站快速响应电网电压波动情况,提升光伏电站故障穿越能力。UPQC可以配合光伏电站在低电压故障时输出无功功率,帮助光伏电站在指定的时间内发出电网需要的无功功率,并且能够在高电压故障时吸收电网无功功率,加速电网电压恢复过程,综合提升光伏电站穿越能力。最后,文中给出100 MW光伏电站运行仿真结果,验证了所提电力电子补偿系统的有效性和可行性。     

并联型有源电力滤波器谐波电流零逼近控制策略

给出了基于谐波电流零逼近的有源电力滤波器新型控制策略。采用检测电源电流的控制方式,构成了闭环控制系统。利用瞬时无功理论计算出电源谐波电流,并直接进行滞环比较,以控制主电路开关器件的通断,从而使电源谐波电流逼近于零,达到谐波抑制的效果。仿真结果表明,该方法可准确跟踪负载谐波电流,使电源电流趋于正弦,原理清晰,控制简单,可实现动态补偿。     

分布式电源参与的配电网电能质量控制策略研究

考虑到并网逆变器与有源电力滤波器在拓扑结构、使用功能以及控制方法上的相似性,提出了一种将并网发电与电力有源滤波相结合的统一控制策略。在详细分析统一控制系统结构与工作原理的基础上,从谐波与无功电流检测、电压与电流控制等方面进行分析设计,实现了在dq旋转坐标系下对系统的统一控制。该控制策略使并网逆变器在并网发电的同时也能进行谐波抑制与无功补偿,不仅充分发挥了分布式发电的优越性,而且改善了电网的电能质量。最后通过仿真验证了该控制策略的有效性与可行性。     

适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。     

Control of a 3-phase 4-leg active power filter under non-ideal mains voltage condition

In this paper, instantaneous reactive power theory (IRP), also known as p–q theory based a new control algorithm is proposed for 3-phase 4-wire and 4-leg shunt active power filter (APF) to suppress harmonic currents, compensate reactive power and neutral line current and balance the load currents under unbalanced non-linear load and non-ideal mains voltage conditions. The APF is composed from 4-leg voltage source inverter (VSI) with a common DC-link capacitor and hysteresis–band PWM current controller. In order to show validity of the proposed control algorithm, compared conventional p–q and p–q–r theory, four different cases such as ideal and unbalanced and balanced-distorted and unbalanced-distorted mains voltage conditions are considered and then simulated. All simulations are performed by using Matlab-Simulink Power System Blockset. The performance of the 4-leg APF with the proposed control algorithm is found considerably effective and adequate to compensate harmonics, reactive power and neutral current and balance load currents under all non-ideal mains voltage scenarios.     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能，实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿，提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础，推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律，可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论，给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法，可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统，使光伏并网系统除提供有功功率外，同时兼备无功与谐波补偿功能，增强了光伏并网功能。