用于供电品质改善的多功能三电平混合储能变流器设计研究

分布式储能具备灵活的电能调控特性,利用其接口变流器的可控性可以实现对诸如无功、三相不平衡等稳态扰动和电压暂降、供电中断等暂态扰动的治理,从而以多功能的形式减少电网扰动、改善负荷供电品质,有助于提高分布式储能系统的应用效能。为实现该目标,提出一种多功能三电平混合储能变流器,以两级式三电平拓扑为载体提升系统电能变换效率,以超级电容和储能电池的混合接入为手段实现暂态/稳态性能的综合优化,以多功能控制及其平滑切换策略的设计实现稳态及暂态电能质量问题的高效治理。仿真和实验验证了所设计系统在改善供电品质方面的可行性和有效性。     

一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制策略

提出了一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制技术。该控制技术采用两级式光伏逆变器拓扑,前级Boost变换器采用负荷驱动型控制,实现最大功率点以下的源-荷功率平衡;后级逆变器则采用恒压恒频控制,支撑交流母线稳定。该控制策略使光伏逆变器在不依赖储能的前提下,独立支撑母线电压,并迅速调整光伏电池工作点以响应负载需求,保证了光伏逆变器和负载之间的功率平衡。仿真和实验结果表明,该控制技术极大地拓展了光伏的工作范围,提升了分布式光伏的主动支撑能力。     

基于SVG的电网多节点电压不平衡综合抑制方法

文中提出静止无功发生器(SVG)用于电网多节点电压不平衡治理的综合补偿策略。首先结合对称分量法建立了电网多节点不平衡分析数学模型,研究了单台SVG补偿多节点电压不平衡的机理;其次以2种电网不平衡优化治理目标(各节点负序电压幅值平方和最小及各节点电压稳态不平衡度不大于2%)构建了关于SVG的不平衡综合补偿优化模型,分别依据非线性规划原理和几何辅助分析对优化模型进行了求解;在此基础上,文中利用电能质量监测设备和SVG构建不平衡综合治理系统,通过在线阻抗测量、在线指令优化实现了不平衡综合抑制的SVG在线控制;最后通过PSCAD搭建电网模型验证了所提方法的有效性。     

用于低电压问题治理的柔性交直流切换配电系统设计

为解决用电负荷增加带来的配电系统末端低电压问题,提出了柔性交直流切换配电系统,可在提高电压质量的同时保证系统运行灵活性。该配电方案通过在配电线路首末两端装设变流器和断路器组,按需运行于直流配电模态或者交流配电模态。首先,针对交直流配电模态相互切换过程中负荷供电的可靠性,对变流器控制系统和断路器动作时序进行设计,实现切换过程中负荷电压的平滑过渡。其次,为避免极端工况下断路器组的误动作,提出了基于事件触发和非特征次谐波检测两种判断逻辑,保障系统在极端工况下稳定运行。最后,针对错误切换过程潜在的短路故障,在控制和硬件层面设计了保护措施,避免系统设备损坏。MATLAB/Simulink仿真以及实验结果验证了切换配电方案和保护方案的有效性。     

一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制策略

提出了一种不依赖储能的光伏逆变器离网电压型控制技术。该控制技术采用两级式光伏逆变器拓扑,前级Boost变换器采用负荷驱动型控制,实现最大功率点以下的源-荷功率平衡;后级逆变器则采用恒压恒频控制,支撑交流母线稳定。该控制策略使光伏逆变器在不依赖储能的前提下,独立支撑母线电压,并迅速调整光伏电池工作点以响应负载需求,保证了光伏逆变器和负载之间的功率平衡。仿真和实验结果表明,该控制技术极大地拓展了光伏的工作范围,提升了分布式光伏的主动支撑能力。