微电网经济运行的分布式二次电压–频率恢复控制

由于传统下垂控制的特点,微电网中分布式能源的输出电压和频率易受负荷变化的影响.为此,本文提出了分布式二次电压–频率恢复控制算法,在二次控制层实现电压–频率恢复与同步的同时,提高微电网系统运行的经济性,并减少由于运行时间尺度不一致造成的供需不匹配.此外,本文提出的控制算法能实现孤岛模式向并网模式转变的无缝切换,能有效应对通讯故障,在极端情况下系统仍能保持稳定.最后,本文对所提出的算法进行了稳定性证明,并利用仿真和实验验证该算法的有效性和可靠性.     

基于恒定频率调节的下垂控制

提出了一种应用于微电网中基于恒定频率调节的逆变器的下垂控制方法.针对微电网中逆变器的传统下垂控制方法,会引起电压幅值和频率的偏移,造成微电网与主电网之间电压相位差增加,导致微电网重并网困难的情况,对下垂控制的P-f环节在传统控制的基础上采用微分调节,使微电网与主电网的相位差维持在一恒定较小的角度,解决了传统下垂控制并网时电压过冲的问题.通过与传统下垂控制方法的仿真对比,验证了所提出方法在微网应用中的优越性.     

光伏并网发电系统的DSP控制与实现

叙述了应用DSP控制光伏并网发电系统的原理和方法。DSP通过对并网系统交流侧两相电流，并网系统直流侧电压的采样和电网侧电压频率与相位的检测，运用瞬时无功功率理论，得出解藕的有功电流和无功电流分量，分别对有功电流和无功电流进行带PI调节的闭环控制，从而向电网输出有功功率和进行无功补偿。实验结果验证了用DSP控制的光伏并网发电系统是有效的和可行的。     

多VSG并联组网下的功率分配策略研究

虚拟同步发电机(VSG)控制算法能够模拟传统同步发电机的外特性,控制逆变器为大电网提供电压和频率支撑,以及相应的惯性和阻尼特性,使得大电网的稳定性得到提高。基于孤岛微电网下的VSG虚拟阻抗的双闭环控制策略,在外环中引入励磁调节器,考虑实际导线参数,提出一种多VSG并联组网下的功率分配策略,通过搭建两台不同容量的VSG并联系统仿真模型,实现VSG在并网下按照额定容量比进行功率分配。经过实验验证,多VSG并联下的功率分配策略可以实现离/并网运行模式的无缝、平滑切换,有较好的可行性与适用性。     

含多种分布式电源的微网建模及并网控制仿真

针对微电网中分布式发电的控制策略问题,利用Matlab/Simulink分别搭建了光伏电池、风力发电机、燃料电池及微型燃气轮机等分布式电源的模型,并在此基础上建立了包含上述分布式电源的低压微网系统仿真系统。在并网控制策略方面,光伏电池与风力发电机采用P/Q控制方式,燃料电池与微型燃气轮机采用下垂控制方式。通过仿真研究了该系统模型及控制策略在并网与孤岛模式下的动态特性。结果验证了该系统的可行性和有效性,为建立微网实验平台和示范工程奠定了基础。     

计划孤岛方式下微电源控制系统的仿真研究

研究微电网控制器优化控制问题,针对微电网运行应满足稳定性要求,在各微电源输出功率分配发生突变时,采用通常控制策略的微电源控制系统常常存在功率调节滞后的缺陷,致使系统频率和母线电压失去稳定.结合微电源的控制,对下垂特性进行优化,提出PQ-Vf控制策略,并设计了控制系统,通过对微电网由联网运行模式向孤岛运行模式切换过程以及孤岛运行模式下进行仿真分析,得到了微网中交流母线的电压和系统频率的动态响应特性曲线,仿真结果表明设计的控制系统能够维持系统稳定,克服了通常控制策略的缺陷.     

光伏发电控制系统在微电网中的应用

现阶段分布式电源的并网问题影响了传统大电网,这种情况下以微电网接入大电网就可以解决这一问题,本文依据微网的运行特征结合其下垂特性,对满足微网灵活运行的前提下并网逆变器的控制方法进行了仿真分析。     

基于单周控制的单相并网逆变算法

提出一种基于单周控制的小型风力发电机组逆变并网算法.该方法结合PI调节和单周控制,在半周期内把逆变器等效为BUCK电路进行分析,使单相全桥逆变器工作在并网状态.基于该算法的单相并网逆变器在半周期内有一对开关管保持关断状态,与传统的双极性调制方式比较,能降低开关损耗,也可避免因加入死区时间带来的波形失真.Simulink仿真结果表明:在风机输出功率变化以及电网电压幅值受到扰动的情况下,基于单周控制的单相并网逆变器的输出电流能有效、快速地跟踪参考电流,并能与电网电压的频率、相位保持一致,从而使小型风力发电机组达到对电网输入能量的要求.实现该方法的硬件电路较为简单,宜作进一步研究应用.     

微电网孤岛运行模式下改进下垂控制策略研究

传统下垂控制在微电网孤岛模式下,由于受线路阻抗影响,难以有效保证功率合理分配和系统运行频率在有效范围,造成微电网运行不稳。针对上述问题,提出了一种改进的下垂控制策略。在功率分配环节采用考虑阻感比的功率控制器,改善系统功率分配;引入了自恢复控制环节,通过PI调节,使系统具有较好的动态性能,保证了系统运行频率在合理范围。首先对该控制策略的原理进行分析,然后在MATLAB/SIMULINK平台进行仿真分析,结果验证所提方法能更好地保证功率分配及系统运行频率稳定,为低压微电网在孤岛模式下控制方法提供了参考。     

一种新的参数自适应主动移频孤岛检测方法

在分布式发电系统中,孤岛检测方案是必不可少的部分。但是当逆变器输出负载发生有功无功匹配时,准确及时地检测孤岛将变得十分困难。一些基于频率或相位偏移的孤岛检测方案在这种时候将失去效用。提出一种参数自适应的主动频移孤岛检测方法。在该方法中,受控制的逆变器输出电流频率将随着公共连接点(PCC)的电压频率变化而自适应的改变其频率,依据正反馈信号进行调节打破逆变器输出与负载之间的相位和功率匹配,从而实现快速的孤岛检测。干扰信号被周期性的注入逆变器输出电流中,通过两种频率范围内的不同算法来避免孤岛检测误动作,并尽量减少干扰信号对电网的影响。最后,通过Matlab/Simulink平台对该方法进行的仿真验证,仿真结果证明,该方法可以针对多种不同的负载情况实现快速准确的孤岛检测,达到了预计的目标。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

Islanding detection of distributed generation by using multi-gene genetic programming based classifier

This paper proposed a new method for detecting islanding of distributed generation (DG), using Multi-gene Genetic Programming (MGP). Islanding has been a serious concern among power distribution utilities and distributed generation owners, because it poses risks to the safety of utilities’ workers and consumers, and can cause damage to power distribution systems’ equipment. Therefore, a DG must be disconnected as soon as an islanding is detected. In addition, an islanding detection method must have high degree of dependability to correctly discriminate islanding from other events, such as load switching, in order to avoid unnecessary disconnection of the distributed generator. In this context, the novelty of the proposed method is that the MGP is capable of obtaining a set of mathematical and logic functions employed to detect and classify islanding correctly. This is a new approach among the computational intelligent methods proposed for DG islanding detection. The main idea was to use local voltage measurements as input of the method, eliminating the need of complex and expensive communication infrastructure. The method has been trained with several islanding and non-islanding cases, by using a power distribution system comprising five concentrated loads, a synchronous distributed generator and a wind power plant. The results showed that the proposed method was successful in differentiating the islanding events from other disturbances, revealing its great potential to be applied in anti-islanding protection schemes for distributed generation.     

Current control based power management strategy for distributed power generation system

The integration of renewable energy sources (RES) based distributed generation (DG) systems into electric grid has many challenges such as synchronization, control, power management (PM) and power quality problems. This paper proposes a references current generator (RCG) based PM strategy to control three phase inverter and manage power flow among the DG energy sources, electric grid and load demand under balanced and unbalanced grid conditions. The amplitudes of active and reactive power oscillations are also eliminated and controlled through only one flexible control parameter (FCP) under grid faults and harmonic distortions. Compared with previous similar studies, one of the important contributions is capable to inject maximum active power and minimum reactive power into electric grid and load at inverter power capacity under grid faults Another contribution is to extract the positive and negative sequence (PNS) voltage and current components with the improved fast and robust dual adaptive filters based phase locked loop (DAF-PLL). Fractional order proportional integral (FOPI) is selected as an attractive solution for AC current regulation to exhibit fast transient response and to achieve zero steady-state errors as compared with conventional current regulation controllers in synchronous or stationary frames.     

应用贝加莱工控产品的多桩锤同步振动控制系统

本文主要论述振动法打桩施工中所采用的电动振动锤多桩锤联动方案。多桩锤同步振动方案是解决单锤打桩功率不足问题的一种有效方法。作者对多锤同步振动控制的基本原理进行了论述,在此基础上设计了基于贝加莱ACOPOSin—verter变频器和EthernetPowerlink工业实时以太网的主从速度补偿同步振动控制系统并制订了速度同步与相位同步的控制策略。工业试验表明,这种基于实时高速以太网通讯的多锤联动控制系统能较好地实现同步振动,其响应快速,稳定性好,速度差与相位差均能满足施工要求。     

基于时钟相位补偿的同步触发信号产生技术

触发信号时间抖动和延时调节分辨率是同步系统的重要参数,提出一种同步触发信号产生技术,通过测量基准触发信号与系统时钟信号间的相位差,对系统时钟相位进行补偿,减小同步触发信号与基准触发信号间的时间抖动,同时利用计数器结合可编程数字延时方案,提高同步触发信号延时调节分辨率,实现了20通道的同步触发信号输出。实验结果表明,输出的同步触发信号与输入的基准触发信号的时间抖动峰峰值小于500ps,延时调节分辨率达到250ps,满足需要精密时序控制的系统对同步触发信号的要求。     

微石英音叉陀螺的方波驱动及解调电路研究

在分析微石英音叉陀螺的工作原理及电学特性的基础上,对微石英音叉陀螺的驱动电路和微弱角速度信号的提取方法进行了研究;论证了方波驱动的可行性,提出了在自激驱动回路中加入移相环节,使微石英音叉陀螺的驱动振动频率等于其机械谐振频率,分析了开关同步相敏解调在角速度信号的提取中的应用及其对噪声的抑制能力;设计并分析了一个用方波驱动微石英音叉陀螺,用开关同步相敏解调完成信号解调的电路,该电路结构简单,工作可靠,性价比高.     

有源电力滤波器谐波检测的新型SRF-PLL设计研究

针对有源电力滤波器中基于同步坐标系的锁相环(synchronous reference frame PLL,SRF-PLL)在三相电网电压不平衡且有畸变时,负序基频分量和高频谐波电流对SRF-PLL的影响。文章采用在基于同步坐标系的锁相环中加入自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)和自适应滤波器(adaptive filter)的技术。利用自适应陷波器的两个相互正交的输出量抵消同频负序分量导致的2倍工频波动,并采用自适应滤波器的最小均方算法(Least Mean Square,LMS)滤除高频谐波分量,从而准确的提取基波电压的幅值与相位。文章以单独加入自适应滤波器或自适应陷波器作比较,通过仿真分析验证文中方法能更加准确的提取电网电压频率,正余弦函数曲线更加平滑,具有良好的动态性能和稳定性。     

Phase synchronization: Theory and applications

The state-of-the-art of the phase synchronization theory was reviewed. Consideration was given to its applications to the synchronous and induction electrical motors, phase locked loops, and autosynchronization of the unbalanced rotors. The Yakubovich-Kalman frequency theorem was widely used to study the phase synchronization systems for global stability.