孤岛微电网分布式电压不平衡补偿控制策略

针对不平衡负载、故障等引起的微电网公共连接点电压不平衡问题,提出了一种基于多代理系统的分布式协调电压不平衡补偿控制策略。将微电网各分布式电源等效为多代理系统中的代理,利用领导节点产生只有少数代理能够接收的补偿信号参考,公共连接点电压不平衡补偿等效为各代理节点向领导节点同步的追踪同步问题。利用线性状态反馈设计了分布式控制率。该控制策略基于一个单向通信的有向通信网络,各代理只需处理本地及相邻代理信息。该控制策略避免了对集中控制器的依赖,提高了系统的可靠性。利用一个微电网测试系统对所提控制策略进行了验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效抑制公共连接点电压不平衡度。     

静止无功发生器补偿电网电压不平衡的控制方法研究

本文提出了一种用静止无功发生器抑制公共连接点(Point of Common Coupling－PCC)处不平衡电压的控制方法。本文将静止无功发生器控制为受负载端负序电压控制的电流源，通过此补偿电流的作用来降低PCC处电压的不平衡度。文章还分析了其补偿性能与各个参数的相互关系，并介绍了PCC处负序电压的适时检测方法。仿真和实验结果表明，该方法可以有效地补偿电源或负载引起的电压不平衡问题，从而满足电力负荷对电网电压质量的要求。     

不平衡电压下利用降阶谐振控制器的新型VSG控制策略

针对虚拟同步发电机(VSG)在电网电压不平衡条件下逆变器输出电流存在严重畸变和有功、无功功率存在振荡等问题,利用比例积分降阶谐振(PI-ROR)控制器对传统不平衡电压下VSG控制策略进行改进。PI-ROR控制器不需进行电流、电压正负序分离计算就可实现对负序分量的无差控制,因而可将正序、负序电流放到同一dq轴上进行统一控制,与传统的正负序分别控制相比,不仅降低了电流环控制结构的复杂程度还避免了大量正负分离计算带来的控制延时。通过仿真证明PI-ROR控制器与恒有功、恒无功及电流平衡3种控制目标结合,可改善VSG在不平衡电压条件下的稳态、暂态性能。     

电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计

快速准确地锁定正序基波电压分量的相位和频率是保证风力发电系统中网侧变换器、静止无功补偿装置安全可靠运行的基础.针对基于单dq坐标变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差等问题,提出一种基于解耦双同步参考坐标变换的锁相环设计方法,通过双dq变换和解耦计算检测出不平衡电网电压中正序分量和负序分量,从而消除电压不平衡的影响.在电压不平衡、电压畸变、频率突变和单相接地情况下进行了仿真和实验研究,结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

UPFC对电网潮流及电压支撑能力的研究

苏州南部电网的电力受季节变化潮流分布影响较大,在部分方式下断面存在"卡脖子"的现象,拟通过加装500kV统一潮流控制器(UPFC)来解决该问题。介绍了UPFC的应用现状,对UPFC在苏州南部500 kV电网的需求进行了分析、计算,论证了UPFC装置在潮流控制以及电压支撑方面所起的作用,结果表明,加装UPFC后,有效解决了该电网线路的输电瓶颈及直流双极闭锁后大面积的限负荷问题。     

基于电压幅值对数变换的配电网三相不平衡线性潮流计算

线性潮流计算方法可为主动配电网分析与运行调控提供更好的鲁棒性与更高的效率.提出一种新的三相不平衡线性潮流计算方法.在极坐标下将三相潮流方程的电压幅值进行对数变换,然后根据三相配电网实际特点进行合理的线性近似.所提方法可以无须迭代直接计算配电网辐射状、弱环状和含PV节点3种情况的三相不平衡潮流.通过IEEE33三相不平衡...     

静止无功发生器补偿电网电压不平衡的控制及其优化方法

针对电网电压不平衡问题，提出了一种用静止无功发生器(SVG)抑制公共连接点(PCC)不平衡电压的控制方法。该方法既发挥了SVG补偿系统无功功率的优势，又在电网电压严重不平衡时扩展了SVG的补偿功能，充分地利用了补偿装置。文中详细讨论了SVG补偿电网电压不平衡的原理，将SVG控制作为受负载端负序电压控制的电流源，分析了其补偿性能与各个参数的相互关系。在补偿效果相同的前提下，对系统的控制参数进行了优化，使SVG的补偿容量最小。最后介绍了PCC处负序电压的实时检测方法。仿真和实验结果表明，该方法可以有效地补偿电源或负载引起的电压不平衡问题。     

UPFC控制策略的研究与性能分析

本文重点讨论了UPFC控制线路潮流的效果，提出了交叉解耦控制和交叉耦合控制。分析可知，在系统所有参数已知的条件下，采用交叉解耦控制的UPFC有最快的响应速度。而在传输线路参数不确定的情况下，采用交叉耦合控制的UPFC有最好的动态性能。最后实验结果表明两种方式控制的UPFC均有较好的潮流调节能力。     

面向微电网三相电压不平衡补偿的逆变器并网控制

随着微电网规模的日益扩大,单相、三相负载混用日益增多,微电网单相电压不平衡现象日益严重。为了解决这个问题,针对三相四桥臂逆变器三相输出可解耦独立控制的特点,提出并网逆变器三相输出可控互联、各相输出功率根据电压不平衡度进行自适应调节的控制方案。在建立其平均等效模型及不平衡状态转移模型的基础上,对逆变器三相输出电流进行分级控制,实现对微电网不平衡电压的补偿。利用MATLAB/Simulink进行了仿真,并构建实验平台进行了实验。仿真和实验结果表明,所提出的补偿方法具有很好的补偿效果。     

基于负序电压矢量的微电网电压不平衡抑制

孤岛模式运行的三相微电网系统带不平衡负载运行时,不平衡负载不仅会导致负序电流的无序分配,而且将引起微电网母线电压的不平衡,进而会降低系统稳定性和可靠性。针对此种情况,提出一种负序电压空间矢量抑制方法。该方法将不平衡电压矢量分解成正序电压矢量和负序电压矢量,通过控制器的作用将负序电压空间矢量抵消成零,再经过电压电流双闭环将正序电压空间矢量补偿到参考值。最后通过仿真与实验验证了此方法可以简单有效地解决微网逆变器带不平衡负载时引起的电压不平衡问题。     

孤岛微电网逆变器不平衡负载下的控制策略

提出一种孤岛微电网逆变器在不平衡负载下的控制策略,采用分序网络解耦控制,在虚拟同步发电机(VSG)控制的基础上引入自适应负序补偿环.对三相负载不平衡下的电路进行分析,得到逆变器分序网络等效电路和逆变器间负序环流产生机理.通过分序网络解耦控制得到电压环参考电压各序分量,引入分序网络虚拟阻抗改进逆变器各序输出阻抗.正序网络...     

基于FOGI的微网不平衡负载补偿策略研究

针对孤岛微网中不平衡负荷导致逆变器输出不平衡电流的问题,提出了基于四阶广义积分器(FOGI)的基波正序电流分离的电流补偿策略。该策略利用四阶广义积分器构成基于基波正序分量分离的不平衡电流补偿控制结构,实现线路上不平衡电流的补偿。对FOGI与二阶广义积分器(SOGI)的补偿效果进行比较,结果证明FOGI具有比SOGI更强的补偿能力,能够充分地补偿线路上的不平衡电流。仿真结果也表明,所提控制策略具有更强的不平衡补偿能力和谐波抑制能力。     

基于电压矢量滞环控制D-STATCOM补偿不平衡负载的控制策略

为了提高D-STATCOM补偿不平衡负载的性能,采用一种基于电压空间矢量的滞环电流控制方法,该方法利用电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布,根据控制规则,得出最优控制电压矢量,使电流误差控制在滞环宽度以内,采用空间电压矢量消除相间影响。在降低开关频率的条件下,既有较好的电流响应速度,又能有效限制电流误差,且控制简单,运算量小,易于DSP实现。仿真结果证明了该方法的正确性和可行性。     

微电网中基于公共负荷侧电压的改进下垂控制

针对多逆变器并联的微电网系统,以均匀分配各逆变器无功功率,减少各逆变器输出电压降落为目标,文章对改进传统下垂控制方法展开了研究。首先在分析了传统下垂控制方法分配逆变器无功功率不均匀机理的基础上,提出了一种引入公共负荷侧电压反馈的下垂控制方法;然后小信号分析方法对该策略进行建模,为系统参数设定提供了理论依据;最后通过MATLAB仿真来验证本文的控制策略,仿真结果显示,在不影响有功负荷在分布式电源间分配的情况下,能够改善分布式电源间无功出力的分配关系,提高微电网的供电质量。     

不对称电网电压下双馈风力发电机的控制方法

分析了不对称电网电压下双馈风力发电机的运行特性,进而提出一种基于多频点比例积分谐振控制器的矢量控制方法,通过定子侧功率的单闭环结构,实现不对称电网电压下的双馈电机控制.相比于传统的正负序双dq域控制,所提方法既不需要负序dq域控制器,也不需要转子电流内环,控制结构简单.同时,该方法只需对一个简单参数(λ∈[0,2])进行调整,即可实现不对称电网电压下双馈风电系统的多种不同控制目标.基于MATLAB/Simulink平台搭建了1.5 MW双馈风电仿真平台,仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性.     

Voltage unbalanced compensation using dynamic voltage restorer based on supercapacitor

This paper presents the analysis and design of a three phase four wire Dynamic Voltage Restorer (DVR) based on supercapacitor as energy storage for power quality improvement in electrical distribution system. The proposed system comprises of a supercapacitor as energy storage, DC–DC converter, and the power circuit of the DVR. It involves the construction of the proposed DVR topologies consists of filtering scheme, isolation or distribution transformer, injection transformer and Voltage Source Inverter (VSI). The main aims of this paper covers design, modeling, construction and testing of a laboratory DVR prototype for a three phase four wire system. This system is capable to mitigate voltage disturbances at low voltage distribution system. The implementation of supercapacitor as an energy storage is to supply real power to the inverter during disturbances. The experimental results of the prototype were also illustrated. The controllers based on d–q–0 transformation technique and Proportional Integral (PI) was applied to the DVR. The proposed controller was then coded into a digital signal processor (DSP) TMS320F2812 board. The proposed system is verified through simulation and is implemented in a prototype, and the experimental results are compared.     

基于改进自耦比例积分的直流微电网母线电压控制

针对直流微电网中分布式电源出力不稳定、参数摄动以及负载波动等问题,本文以三相AC/DC换流器为主体,提出了一种具有强抗扰能力的改进自耦PI母线电压跟踪控制方法。首先将直流微电网内部动态和外部扰动的不确定性定义为一个总和扰动,从而使非线性不确定系统映射为未知线性系统;其次,构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统,据此设计了基于改进自适应速度因子的自耦PI控制器模型,有效抑制了母线电压波动,提高了系统的动态响应速度;最后,理论分析了自耦PI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性,并搭建了仿真模型进行验证。针对不同工况下直流母线电压跟踪的仿真结果表明,本文控制方法响应速度快,抗扰能力强,对于直流母线电压波动具有良好的稳定效果。     

基于主从控制的微电网电压质量改善策略

针对非线性不平衡混合负载易导致微电网母线电压畸变和不平衡的问题,目前大多采用增加额外的电能质量治理装置来提高母线电压质量。鉴于逆变器具有与电能质量治理装置相同的拓扑结构,本文将微电网母线电压质量治理问题转化为连接在微电网母线上的多逆变器输出侧电压质量治理问题,提出利用并联在微电网母线上的多逆变器系统对母线质量进行治理的策略,即将电能质量治理功能嵌入到从逆变器中,利用从逆变器实现逆变后的剩余可用容量抑制微电网母线电压谐波和不平衡。本文首先以单台逆变器为例,对非线性不平衡混合负载造成逆变器输出电压质量下降的原因进行分析,在此基础上,提出利用从逆变器剩余可用容量来补偿负载中的谐波、负序电流分量,而负载中的基波电流和零序电流分量则有主从逆变器共同分担。该控制策略有效的降低了逆变器输出侧电压的畸变率和不平衡度,避免了增加额外的电能质量治理装置,降低了系统成本。最后通过在PSCAD仿真环境下搭建仿真模型验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

多通信方式联合组网下的海岛微电网控制方法

由于偏远海岛环境恶劣、通信条件差,海岛微电网存在运行可靠性低、维护困难等问题。文中首先分析了海岛微电网监控系统的架构与功能要求,基于微电网控制的多时间尺度特征,结合偏远海岛的地理条件,确定采用混合通信方式能比较经济地满足微电网监控系统的通信需求,并基于通信的特点提出微电网的预防控制和紧急控制方法。在微电网正常运行时,根据监测的气象环境信息,预测分布式电源与负荷功率,制定微电网能量调度策略,对微电网实施预防控制;在微电网出现故障处于紧急状态时,根据监测的扰动大小及负荷功率信息,实施紧急控制。最后以某微电网为例,验证所提基于多通信方式的微电网预防控制与紧急控制方法的有效性。     

基于ESO-Backstepping的直流微电网母线电压稳定控制

针对微电网中存在的非线性和参数变化等问题,为提高微电网直流母线电压控制的稳定性,提出了一种ESO与Backstepping相结合的控制方案。采用ESO观测系统的非线性及参数变化,采用Backstepping方法设计控制器,在补偿系统非线性和参数变化的同时保证系统的稳定性。并将所提的ESO-Backstepping控制方法与经典PID、Backstepping控制方法进行对比。仿真结果表明ESO-Backstepping控制方法在微电网非线性系统参数发生变化的情况下,仍可实现对直流母线电压的稳定控制,方法简单有效、稳定性好、鲁棒性强。