考虑储能SOC的微网接口变流器VSG协同控制

储能系统是微电网的重要组成部分,而保证储能系统的荷电状态(SOC)良好则是储能系统乃至整个微网安全高效运行的技术关键。文中提出了一种基于虚拟同步机(VSG)控制的交直流混合微网接口变流器与储能SOC协同控制策略,用以提高混合微网的频率、功率稳定性和系统内各储能SOC的分配合理性。首先对交直流微网两侧分布式电源的下垂控制方式及子网特性进行了分析,之后基于此特性提出了应用于接口变流器的VSG控制策略提高了系统频率功率稳定性,并且在功率分配环节中加入储能系统SOC控制策略,使各子网间储能SOC状态达到平衡,优化储能系统状态。最后利用Matlab/Simulink搭建了交直流混合微网模型对文中提出的算法进行了有效性验证。     

具有电能质量统一控制功能的风电微网并网功率接口研究

由于风电的随机性和间歇性,风电微网接入主电网会在接入点向主电网注入复杂的电能质量扰动,需要对风电微网接入进行电能质量控制,考虑到风电微网同时存在严重的电压和电流电能质量扰动以及风电微网接入主网的并网变流器和有源滤波器具有相同拓扑结构,提出一种基于统一电能质量控制器的风电微网并网功率接口,详细分析了该类并网功率接口的主电路拓扑结构和工作原理,阐述了基于广义瞬时无功理论和广义谐波理论的电压和电流电能质量扰动检测法的基本原理和基于三态滞环控制的并网功率接口输出控制的基本原理,理论分析显示所研究的并网功率接口能有效地实现并网功率输送、谐波电流抑制、无功补偿、三相对称、电压稳定和功率支撑,并用计算机仿真验证了其有效性.     

风力发电并网变流器直接功率控制研究

针对风力发电并网变流器,研究了一种新的控制策略直接功率控制。该控制策略检测并网的电压与电流,计算出瞬时的有功与无功功率,与给定的有功与无功功率进行比较,根据并网电压矢量所在的扇区,按开关表给出开关管的控制信号。通过直接对系统的有功与无功进行控制,并网变流器能方便地实现以单位功率因数向电网馈送能量。对该控制策略进行了详细介绍,仿真了并网条件下的工作状况,验证了该控制策略的可行性。     

一种双向储能变流器并网控制策略研究

介绍了一种双向储能变流器(PCS)主电路拓扑结构。针对变流器并网电流谐波问题,提出一种基于复合控制技术的电流谐波抑制策略。由于受到电网谐波及调制的影响,双向储能变流器的并网电流中含有一定谐波,降低了装置输出电能质量。采用结合比例积分(PI)和重复控制的复合控制策略,能有效抑制双向PCS并网电流的谐波含量,并保证了系统双向控制的动态响应速度。在此基础上,研制了一台100 kW双向PCS样机。实验结果验证了所提变流器并网控制方法的有效性和可行性。     

基于背靠背变流器柔性互联的微网群分层协同恢复控制策略

柔性多状态开关丰富了微网群拓扑构型的多样性,提升了其调控手段和故障恢复能力。但柔性互联方式改变了传统交流微网群的扰动传递模式,导致各微网单元间频率/电压解耦,从而给扰动下的频率/电压无差恢复及有功均分控制带来了新的难题。该文以背靠背变流器柔性互联微网群为研究对象,设计全新的集中–分布式混合的分层协同控制通信网络架构,分别基于一致性理论和功率平衡方程组推导并提出柔性互联微网群的分层协调控制策略。在该策略下,能够实现集群全网的频率/电压无差恢复和有功出力按容量比率均分的控制目标。该文分析该控制策略下柔性互联微网群的稳定性,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证控制策略的有效性。     

三相变流器并网电流的分裂解耦控制方法

基于dq旋转坐标系下三相变流器的前馈解耦控制,提出一种分裂解耦控制方法。此方法通过一个解耦分裂因子k来平衡dq轴电流给定量与反馈量在控制器中的作用权重,并且可以根据工况时调整参数k的取值大小。仿真和实验结果表明,基于并网电流的分裂解耦控制方法简单,易于实现,当分裂因子取0.5时在变流器的动、稳态性能之间能够取得较好的平衡。     

风电并网用全功率变流器谐波电流抑制研究

电网低次谐波电压和电力电子器件的非线性将使得风电并网变流器产生较重的并网谐波电流,为改善风电并网用全功率变流器系统的输出电能质量,在详细分析网侧变换器的谐波数学模型的基础上,提出一种抑制并网低次(5、7、11、13次)谐波电流分量的交叉耦合控制策略。该控制策略通过在多同步旋转坐标系下检测各次并网谐波电流的直流分量,采用电流交叉耦合控制方式实现对各次谐波电流的准确控制,详细分析并设计谐波电流交叉耦合控制器。所提控制方案考虑了各次谐波电流回路的交叉耦合影响,可有效降低各次谐波电流以及基波电流之间的相互影响作用,有利于提高系统工作的稳定性。仿真和实验结果验证了所提控制方案的正确性和可行性。     

中压并网变流器的模型预测直接电流控制

为了提高三电平中点钳位型中压并网变流器的控制性能,设计了一种新颖的模型预测直接电流控制(MPDCC)策略。新型MPDCC控制器基于虚拟电阻较好地处理了LCL滤波器谐振问题。同时,MPDCC控制器具有较长的预测范围,故基于虚拟电阻的参考项在每个步长内与状态轨迹一起被预测,从而使得控制器做出更准确的决策,获取更高的控制精度。利用仿真平台和实验设备进行了仿真研究和实验验证,结果表明,所提出的方法在电网电压扰动下能表现出较好的稳态特性,同时动态性能也较优。     

一种基于相位滞后的并网变流器电流双环控制方法

并网变流器是一类重要的电力电子变流装置,LCL 滤波器由于可以兼顾低频段增益和高频段的衰减,是其输出滤波器的较好选择.但 LCL 滤波器是三阶控制对象,增加了控制难度.为了保证控制环的动、静态性能,提出了一种基于相位滞后的双环电流控制方法.在该控制方案中,内环通过增加开环相位滞后、提高幅值裕度,进行 LCL 滤波器的稳...     

一种基于相位滞后的并网变流器电流双环控制方法

并网变流器是一类重要的电力电子变流装置,LCL 滤波器由于可以兼顾低频段增益和高频段的衰减,是其输出滤波器的较好选择.但 LCL 滤波器是三阶控制对象,增加了控制难度.为了保证控制环的动、静态性能,提出了一种基于相位滞后的双环电流控制方法.在该控制方案中,内环通过增加开环相位滞后、提高幅值裕度,进行 LCL 滤波器的稳定控制,保证了动态性能.由于内环对交流信号控制精度不足,因此将重复控制作为外环,以进一步提高稳态性能.理论分析和实验结果表明,该双环控制方法在有源电力滤波器中能够得到满意的谐波补偿效果,补偿后的电网电流正弦度较好,动态响应也较快.并且,该控制方法在无功补偿装置中能够较好地抑制死区的影响,保证输出电流波形质量.总之,所提出的双环控制方案在基波和谐波应用中都具有良好的动、静态性能.     

Analysis on Control Strategy of Two-switch Buck-Boost Converter for Photovoitaic Interface in DC Microgrid

分析了分布式直流供电系统中光伏接口单元的控制要求,给出了相应的控制策略。以双管Buck-Boost变换器型接口单元为例,介绍了其控制系统结构和小信号模型的建立,分析了接口变换器的工作过程,讨论了闭环控制参数选取依据。最后,在一台3kW的双管Buck-Boost变换器实验样机上,对理论分析进行了验证,实现了分布式直流供电系统光伏接口单元的基本控制功能。     

基于双管Buck-Boost变换器的直流微电网光伏接口控制分析

分析了分布式直流供电系统中光伏接口单元的控制要求,给出了相应的控制策略。以双管Buck-Boost变换器型接口单元为例,介绍了其控制系统结构和小信号模型的建立,分析了接口变换器的工作过程,讨论了闭环控制参数选取依据。最后,在一台3kW的双管Buck-Boost变换器实验样机上,对理论分析进行了验证,实现了分布式直流供电系统光伏接口单元的基本控制功能。     

基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器控制策略

为解决直流微电网惯性低、抗扰动能力差的问题,提出基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器电流控制策略。以三相半桥并网变换器为研究对象,根据不等式约束条件建立直流母线电压与电感电流线性控制关系,将母线电压变化率与原接网电感的稳态电流值相结合,作为电感电流的控制指令值。为降低扰动下母线电压跌落,利用能量与功率关系设计虚拟电容并将其引入母线电压控制环,实现在不增加实际电容的情况下提高直流微电网的抗扰动能力。同时,给出了加入虚拟电容后直流微电网的稳定性分析。仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

柔性接入微电网的改进VF控制策略

针对背靠背变流器(back-to-back converter,BTBC)采用传统恒压恒频(VF)控制时存在阻尼较小、抗干扰能力弱的问题,提出一种改进VF控制策略,利用有源阻尼原理,对传统VF控制环进行改进,在比例控制的基础上引入微分控制环节并推导分析其传递函数表达式,使系统的稳定性及动态性能得到提升.在PSCAD/E...     

虚拟电容控制下并网型直流微网VSC多约束稳定运行边界

与传统交流电网相比,直流微电网不存在频率、相位同步及三相不平衡等问题,但其直流母线电压易受间歇性新能源及负荷的影响而失稳。端口换流器采用虚拟电容控制方法可以在控制层面为该问题的解决提供一种方案,且虚拟电容值大小可调,更增强了该控制方法的灵活可控性,但在该控制策略下虚拟电容在灵活调节时需满足多种约束条件以保证系统的稳定运行。据此,在研究电压源型换流器(VSC)灵活虚拟电容控制策略的基础上,分析影响虚拟电容调节的关键指标,考虑系统稳定性、动态特性、实际运行需求及可实现性约束条件,构建满足VSC多约束的稳定运行指标集,并给出了多指标约束下的稳定运行边界计算方法,以合理限制虚拟电容控制的灵活调节能力,使该控制方法在满足多项约束的基础上,尽可能地发挥其优势,为直流电网提供惯性支撑。最后,搭建了控制器级的硬件在环测试平台,验证了换流器灵活虚拟电容控制的有效性及多指标约束稳定运行边界的正确性。     

弱电网下基于电压扰动补偿的并网变换器改进控制方法

在弱电网条件下,并网变换器的控制系统与电网阻抗相互耦合,导致并网系统的稳定性降低,其中并网点电压扰动对锁相环和直流电压环的影响是导致并网变换器稳定性下降的关键因素。变换器阻抗模型是系统稳定性分析的基础,因此,首先在dq坐标系下,建立了包含电流环、锁相环和直流电压环等环节的三相并网变换器小信号阻抗模型。由阻抗模型中各变量的传递关系,能够找出并网点电压对锁相环和直流电压环输出的扰动通道,推导出扰动分量对控制器输出影响的表达式。在此基础上,将锁相环和直流电压环输出扰动补偿项添加到d轴和q轴电流环控制器,进而提出了基于并网电压扰动补偿的控制方法。理论分析结果表明,该方法可以在弱电网条件下有效降低电网阻抗与控制器耦合的影响,提高并网系统的稳定性。实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

多功能并网逆变器及其在微电网中的应用

提出了一种能同时补偿无功、谐波和不平衡电流的多功能并网逆变器拓扑,并研究了其在微电网中的应用。同时,基于加权电流反馈的思想,给出了一种多功能并网逆变器的滞环电流控制策略。此外,基于同步旋转坐标系的无锁相环电流检测方法,给出了一种多功能并网逆变器参考电流的生成算法。最后,利用PSCAD/EMTDC验证了所提出方法的有效性和正确性。仿真结果表明,所提出多功能并网逆变器在改善微电网电能质量的同时,还能控制微电网与配电网之间的潮流,在必要时可为配电网提供一定的有功和无功支撑。     

基于LCL参数优化的新能源微电网并网逆变器控制方法

由于谐振尖峰的存在,谐波抑制效果差,从而影响并网逆变器输出的电能质量.针对此问题,提出基于LCL参数优化的新能源微电网并网逆变器控制方法.首先建立新能源微电网并网逆变器数学模型;设置LCL滤波器总电感、滤波电容和谐振频率3个参数,以此优化LCL滤波器滤波性能;最后结合有源阻尼法和无源阻尼法,提出基于LCL滤波器的并网逆...     

多直流微电网群柔性互联与控制

为提高分布式可再生能源利用效率和供电可靠性,本文提出一种适用于多直流微电网群柔性互联系统的功率协调控制策略。直流微电网包含平衡单元和功率单元,平衡单元采用功率-直流电压下垂控制,功率单元采用功率控制,隔离双向DC-DC变流器采用功率协调控制。基于上述控制策略,不仅可以控制母线电压稳定,还可实现无互联通信情况下多平衡单元并联运行时功率主动分配,满足直流微电网内多平衡单元即插即用。同时采用隔离双向DC-DC变流器柔性互联的直流微电网群可接受功率调度指令,实现多模式最优运行。最后,搭建两直流微电网柔性互联实验平台,实验结果表明本文所提出控制策略能够实现直流微电网群功率协调控制。     

交直流混合微电网储能DC/DC及接口换流器协调控制

针对交直流混合微电网,提出一种接口换流器与直流侧电网储能DC/DC换流器的协调控制策略。不管系统工作在何种状态,储能DC/DC换流器始终进行电压控制以实现直流侧电压的零偏差,而接口换流器通过检测交直流混合微电网状态调节自身工作方式,实现微电网系统在并网及孤网模式下的稳定运行和2种模式稳定、快速的切换。通过计算机软件仿真及物理实验的验证,可以证明这种控制策略可以实现交直流混合微电网直流侧电压在孤网状态下的零偏差,并且运行与模式切换的稳定性良好。