具有线路阻抗模拟的兆瓦级多功能电网模拟器系统研究

为满足高渗透率下大功率光伏逆变器和风电变流器电能质量及电网适应性测试平台的需求,提出一种具有线路阻抗模拟功能的兆瓦级多功能电网模拟器系统平台方案,即一种新颖的适用于兆瓦级大功率电网模拟器的拓扑结构,可解决大功率电网模拟器系统中普遍存在的控制带宽受限问题,采用滤波器分离各次谐波结合幅值闭环控制的方法实现零误差谐波电压跟踪,保证电网模拟器具备电网电压幅值和频率可调、电网电压三相不平衡、特征次谐波发生、非特征次谐波发生、高低电压穿越等功能。此外,该文提出的兆瓦级多功能电网模拟器系统可通过在线调节线路阻抗的大小实现线路阻抗模拟功能,为解决光伏并网系统中功率分配不均的问题提供了新的研究思路。最后,搭建2 MW电网模拟器实验平台,完成基本功能的测试,实验结果验证了理论的正确性和可行性。     

风力发电并网后需要关注的主要问题

电能质量 根据国家标准,对电能质量的要求有5个方面：电网高次谐波、电压闪变与电压波动、三相电压及电流不平衡、电压偏差、频率偏差。风电机组对电网产生影响的主要有高次谐波和电压闪变与电压波动。     

基于PIR的并网逆变器低频次谐波抑制策略研究

针对电网电压畸变造成并网电流低频次谐波含量较高的问题,提出一种基于比例积分-准谐振（PIR）与电流谐波检测环相结合和控制策略抑制电流谐波。首先分析并网逆变器原理,建立电流内环数学模型。基于内模原理,引入电网电压全前馈消除电网电压对网侧电流和影响,其次分析电流谐波检测与抑制原理,采用电流特定次谐波检测环对逆变器侧电流提取谐波分量,并采用闭环控制抑制电流谐波,利用伯德图对准谐振控制器参数进行设定。最后建立Matlab/Simulink仿真模型并搭建dSPACE-DS1104半实物仿真平台,分析仿真与实验结果来验证所提控制策略和有效性与可行性。     

高谐波电网工况下光伏逆变器控制策略研究

在不同电网工况下,光伏并网逆变器所接负载不同,产生了电流谐波及电网电压畸变等问题。文章提出了全前馈控制与多级比例谐振(Proportion Resonant,PR)相结合的控制策略。该策略对电网电压前馈部分进行改进,加入滤波环节,改善系统实时性并降低了电网电压背景谐波对光伏逆变器的影响;使用多级PR选频补偿控制器,减少交流静态误差,实现对特定次谐波进行补偿,有效减少并网电流谐波含量。最后,在Matlab/Simulink仿真及实验样机上对所提控制策略进行验证,实验结果表明,该控制策略可明显消除电压电流谐波,并改善系统鲁棒性。     

基于dSPACE的电网谐波环境下双馈风机的适应性分析

文章以双馈电机(DFIG)机组及以含有5,7,11,13次谐波电压的电网为研究对象,针对风电机组应对电网谐波带来的扰动并维持正常运行等问题进行了研究。给出了一种基于多重谐振控制器的谐波抑制方法,并在dSPACE仿真平台上建立了一台2 MW风机模型,借助dSPACE系统提供的ControlDesk环境对其进行实时仿真分析。实时仿真结果表明,该方案能有效减少5,7,11,13次电网谐波电压带来的影响,使DFIG定子电流波形更加正弦化,改善直流母线电压波动问题,提高了电网谐波环境下风机系统的适应性。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

虚拟同步发电机的电网适应性控制策略研究北大核心CSCD

文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时,常规虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题,提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制,使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后,基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。     

考虑传输线分布电容影响的光伏并网系统谐波谐振抑制策略

以传输线联网的光伏逆变器为研究对象,当传输线中分布电容较大不能忽略时,考虑传输线分布电容的影响下,分析系统的谐振特性以及电网背景谐波在传输线中的传播特性。针对系统的谐波谐振情况,提出基于电容电压的有源阻尼策略有效抑制系统出现的多个谐振尖峰,同时抑制电网中5次背景谐波的传播放大。为更好地抑制7次背景谐波,在上述控制算法的基础上于电容电压反馈通道中引入7次谐振控制器重塑逆变器输出的7次谐波阻抗。最后,在所提方案下,对逆变器输出5次谐波阻抗进行约束来优化控制参数,有效减小背景谐波导致的入网电流畸变。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

优化型DDSRF-PLL在不平衡和畸变电网电压下的仿真研究

电网电压混入多次谐波时,DDSRF-SPLL的锁相效果不理想,输出的频率信号存在较大的波动和畸变。文章在DDSRF-SPLL基础之上,提出一种优化的锁相环结构,该锁相环在正负序电压解耦之前先经过SOGI-QSG滤除电网电压中的多次谐波,进而消除其对锁相环的影响,快速精准地对电网电压进行跟踪。在Matlab/Simulink中进行仿真分析,结果表明:文章所提出的锁相环在电网电压不平衡和混入多次谐波时,均能有效地锁定基波电压的频率与相位。     

非理想电网条件下基于多目标约束的中压直挂型储能变流器并网电流改善研究

针对非理想电网电压条件下造成的级联H桥光伏逆变器并网电流畸变、低次谐波含量高等问题,主要对中压直挂型级联H桥储能变流器在非理想电网条件下的控制策略进行研究.首先分析介绍了三相级联H桥储能变流器的拓扑结构以及数学模型,其次建立了电网电压处于不平衡以及谐波污染时基于准比例积分谐振(Proportional integral...     

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。     

基于PR控制和谐波补偿的三相光伏并网系统

将电网电压定向矢量控制与比例谐振(PR)控制相结合的控制策略应用于三相光伏并网系统中,实现逆变器的并网控制。该控制策略比传统PI调节器的双闭环电网电压定向控制更简便,不需要复杂的坐标旋转变换和前馈解耦控制。同时,PR控制器可以很方便地实现并网电流低次谐波的补偿。仿真结果验证了该系统的结构和控制策略的有效性,可提高电网的电能质量。     

特高压直流输电系统馈入的城市电网谐波渗透特性分析

针对城市电网直流输电落点谐波从高电压等级向低电压等级渗透过程中出现的高次谐波放大现象,基于网络固有结构理论,提出一种城市电网谐波放大分析方法。注意到电缆对谐波跨电压等级渗透的影响,在谐波国标框架下按等效注入谐波电流大小评价其影响,提出等效注入感容耦合度评估其影响机理,并建立电缆分布参数模型,对其系统等值阻抗感容临界条件进行分析。利用多直流落点局部城市电网对所提方法进行分析验证,并与现场测量数据对比,结果表明所提方法能有效判别谐波敏感回路,以及分析电缆对谐波渗透的影响机理。     

直驱型风力发电变流器低压穿越控制策略研究

研究了直驱型风力发电变流器系统低压穿越控制策略。首先提出了一种对三相电量进行快速准确的正负序分离软件锁相环。在此基础上,为消除直流电压的二次谐波,采用正、负序双电流内环控制不对称运行控制策略。正负序分离软件锁相环采用了正负序级联延时信号消除法,能够实现对三相电压电流基波正负序分量在同步旋转坐标下的快速提取,并且通过选择不同的参数,可以滤除任何次数谐波的干扰。该方法无需采用滤波器,从而同时具备了稳态精确性和动态快速性。现场实验结果表明,该软件锁相环为三相并网型风力发电变流器在电网发生跌落及谐波畸变时提供了良好运行控制提供保障,正负序双电流内环不对称运行的控制策略保证了在电网电压不对称跌落时的正负序分离控制,消除了直流电压的二次谐波。     

双馈异步风电机组谐波产生原因分析

双馈异步风电机组(以下简称DFIG)和电压型PWM变流器(以下简称变流器)组成的风电机组在运行过程中极易产生对电网质量有害的谐波,经过理论分析和实践,发现了产生谐波的主要原因,提出了解决风电机组系统谐波的有效措施。同时提供了一组由变流器供电的DFIG谐波检测数据,对DFIG的设计和电网谐波的抑制及检测具有一定的参考意义。     

基于补偿前馈电压控制的三电平逆变器研究

考虑到光伏并网逆变后存留的高频谐波对LCL滤波中参数固定的电容及电感产生谐振作用,该文引入三电平逆变器,一方面可在输出端保证谐波含量低、电压的波形更加接近正弦波以降低滤波器中电容和电感串联谐振的可能,另一方面也为可在电流进入电容前而对系统做出相应的动作。该文比较传统电流内环控制策略,改进电压前馈的控制策略,提取逆变器输出端输出的电流对电压进行补偿,通过设计滤波器参数搭建模型及进行仿真得到结果表明其有效的抑制谐振,并可同时提高电网电流和电压的稳定性,有效地抑制电网电压谐波对网侧电流的影响。     

针对不平衡电网的谐波检测新方法

为解决不平衡电网中电压相位偏移及电流中存在不平衡分量对谐波检测造成的影响,利用二阶广义积分原理设计了一种适用于电网电压不平衡且可抗直流分量干扰的锁相环;其次,在传统d-q变换谐波检测法的基础上做出改进,利用对称分量法提取负序基波电流,经Park变换得到负序基波电流在正序坐标系下的交流分量,从而消除传统谐波检测方法在三相不平衡工况下对正序基波电流检测时的误差。经仿真验证分析,该方法能有效检测出不平衡电网中的谐波电流。     

带LCL滤波的单相逆变器滑模控制

针对带LCL滤波器的并网逆变器的不稳定性,提出一种基于逆变器侧电流反馈滑模控制策略,间接控制并网电流,以避免系统谐振。将并网电流参考值看成和电网电压成比例,推导出逆变器侧参考电流,解决间接控制并网电流相位滞后问题。理论推导滑模变结构控制律在并网逆变器应用的存在性和系统稳定性,所提控制策略无需增加额外的传感器。应用电压基波信号估计,以减轻电网高次谐波对系统控制的影响。仿真实验证明提出的控制策略可实现逆变器并网电流与电网电压同频同相,提高了系统的鲁棒性。     

一种应用于谐波检测的三相锁相环

为准确检测负载谐波电流,针对瞬时无功功率理论检测方法（iP-iQ）在电网电压不平衡、畸变等条件下谐波检测的不足,提出了一种新的基于双同步旋转坐标变换及交叉解耦的三相锁相环消除二倍频分量,实现更高的锁相精度、有效消除纹波。通过与传统锁相环(SRF-PLL)运用于（iP-iQ）法进行谐波检测的仿真对比,结果表明在电网电压不平衡和畸变条件下,新的三相锁相环(IDDSRF PLL)提取到的基波畸变率分别降低了1.18%和1.42%,从而提高了（iP-iQ）法的谐波检测性能。     

变频器谐波分析与抑制对策

变频设备中的变频器产生大量6k±1次谐波,此特征谐波使电网电流波形严重畸变,THD超过国标（GB/T14549-93）限值。对此本文提出有效的谐波抑制方案,并给出了单调谐滤波器的详细设计过程,同时通过仿真分析验证了谐波抑制效果的明显性。