含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法

随着逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation,IIDG)在配电网中的渗透率不断提高,且在新的故障穿越行为要求下,现有的故障分析方法已不再适用。为此,提出一种适应于最新并网规定的含PQ控制IIDG的配电网故障分析方法。该方法首先通过分析IIDG故障电流特性,提出计及控制特性的IIDG压控电流源等值模型;在此基础上,建立了故障下的含IIDG配电网节点电压方程,并针对不同IIDG间相互耦合以及公共连接点(point of common coupling,PCC)故障电压与IIDG故障电流之间存在非线性关系,提出相应的迭代修正求解方法。最后,通过算例仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。

基于不对称正负反馈效应的PQ功率控制并网逆变器稳定性分析

针对弱电网下PQ功率控制并网逆变器的稳定性问题,该文通过构建有功/无功环的小信号控制框图,首次揭示弱电网下PQ功率控制是一种不对称控制的本质,即无功环控制器会在有功和无功控制环中形成不对称的正负反馈环路。同时,基于PQ功率环小信号控制框图的不对称现象,揭示有功/无功环控制器参数变化对并网逆变器稳定性影响存在差异性的机理,指出无功环控制器参数变化对并网系统稳定性的影响程度要明显强于有功环控制器参数变化。在此基础上,借助有功与无功环小信号控制框图中的正负反馈效应,分析并网逆变器稳定性随无功环控制器参数增加而出现先增强后减弱的“拐点”现象。最后,通过仿真与实验验证了该文理论分析的正确性。

基于PQ控制方法的微电网控制模型与仿真

文中主要分析了微电网运行的控制规律,详细阐述了PQ控制策略及各个模型的基本原理。在MATLAB/Simulink仿真环境下建立系统仿真模型,仿真结果表明PQ控制模型实现了有功功率和无功功率的解耦控制。所建立的模型可以用于微电网运行控制问题的研究,具有一定的实用性和通用性。

考虑电流指令跟踪能力的PQ控制逆变型分布式电源故障模型

从逆变型分布式电源(IIDG)的数学模型、控制原理和参数设计角度出发,分析不同参数、故障前工况和故障严重程度条件下变流器电流对其指令的跟踪情景,进而提出一种考虑变流器电流指令跟踪能力的IIDG对称故障模型。该模型根据变流器电流能否准确跟踪指令将IIDG等值为压控电流源和压控电压源这2个阶段,可更加准确地反映对称故障期间IIDG的控制特性。与现有方法及电磁暂态仿真软件计算结果的对比分析表明,所提方法在简化计算的同时具备更高的计算精度。

分布式电源PQ并网控制建模与仿真

本文详细分析了分布式微电源并网PQ控制方法的原理,并根据该原理在MATLAB/SINMULINK中进行了建模和仿真。仿真模型,仿真结果表明,PQ控制能够实现有功功率与无功功率的解耦控制,所建立的模型可用于微电网运行控制的研究,具有一定的实用性和通用性。

含多变流器的微电网建模与稳定性分析

传统电力系统稳定性分析主要针对发电机进行建模,而微电网的稳定性分析需基于变流器进行建模,这种本质的区别使微电网必须重新确立适用于其稳定性分析的模型。文中根据变流器的控制特性将其划分为电压源和电流源2种类型,采用状态空间法建立了基于多变流器微电网的小信号模型,并通过节点功率计算法计算了其自治系统表达式,采用计算自治系统根轨迹的方法得到了微电网中参数与稳定性的关系。通过对比微电网系统时域仿真结果与文中的稳定性分析结果,说明了所建立模型的正确性。

考虑灵活控制策略及电流限幅的逆变型分布式电源故障模型

随着分布式电源(distributed generator,DG)的大规模接入以及并网规约对DG低电压穿越能力的要求,分析DG对故障电网的影响成为一个十分重要的问题。为了得到采用恒功率控制模式的逆变型DG在电网故障条件下的故障模型,首先对DG的控制原理进行了简要分析,然后根据瞬时功率理论和DG输出电流的基本约束推导出DG的通用电流参考信号表达式,调节其中的参数即可实现灵活的控制策略,同时保持DG瞬时功率的平均值对功率参考值的跟踪。在通用电流参考信号表达式的基础上,文章进一步提出了在DG电流限幅条件下功率参考值的计算方法,最后通过Simulink仿真验证了所提出的DG故障模型和限流算法的正确性。

含恒功率和下垂控制机组的微网小信号模型简化分析

为了使微网小信号模型更加简练,分别只考虑采用下垂控制策略机组和采用恒功率(PQ)控制策略机组的下垂控制环节、直流侧电压和无功控制环节的动态性能.由于交流侧滤波电抗一般大于线路阻抗,近似认为采用PQ控制策略机组的输出功率取决于其逆变器桥臂输出电压的幅值和相角,从而可跟下垂控制简化模型相统一,便于小信号模型建立.针对取较大下垂系数难于保证功率分配外环稳定问题,在有功下垂控制环节中增设了前馈环节来改善系统稳定性,最后通过时域仿真加以验证分析结论.

基于Multi-agent的微电网运行与控制的研究

为了提高微电网并网和孤岛两种模式切换的平滑性,增加其运行的可靠性,对基于Multi-agent系统理论的微电网控制模型进行了深入的研究,提出了新的控制模型。该模型增加了孤岛检测agent,根据电压和频率的变化及时判断孤岛的出现,使各微源可以迅速选择各自的控制方式,在实现微电网局部自治和保证微电网运行的安全性和可靠性的基础上,提高了微电网控制系统的快速反应能力。试验仿真结果证明了新模型的可行性和有效性。

基于PSCAD/EMTDC微型燃气轮机发电系统的仿真模型

结合单轴结构微型燃气轮机的动态特性建立PSCAD/EMTDC模型,同时给出了电力电子装置的拓扑结构及逆变器的PQ控制策略。仿真结果表明,整个微型燃气轮机发电系统与实际相符,单轴结构微型燃气轮机具有较好的动态特性,辅以电力电子装置后能够实现电能的并网输出,且有功功率与无功功率独立可控。

电压不平衡条件下并网逆变器的直流电压控制

电网电压不平衡时,逆变器的并网功率中含有的二倍频谐波分量使得直流电压波动,影响其稳定性和并网质量。在不平衡电网电压条件下进行逆变器直流电压动态过程及其对输出性能影响的分析,在平衡的电网电压条件下的逆变器PQ控制模型基础上引入一个负序控制环,正负序叠加控制和直流电压控制改善了逆变器的控制效果,使得直流电压和并网功率波动更小,同时直流侧电容电压波动的减小也降低了逆变器并网电流中的3次谐波分量。仿真结果验证了并网逆变器控制策略的有效性和优越性,该方法能够提高了逆变器在电网电压不平衡条件下的稳定运行能力。

关于交直流混合微电网故障精确检测研究

交直流混合微电网中的微电源大多数是逆变型分布式电源,其故障特性取决于控制策略,不同于传统的同步发电机,且根据新的并网规程的要求,现有的故障检测方法已经不再适用。因此,针对含P/Q控制逆变器的交直流混合微电网,为了满足新的并网规程的要求,建立了逆变器故障穿越运行控制的等值模型。在交直流混合微电网并网运行时,分析交流侧发生不同短路故障的特征及其相互影响关系,推导出逆变器输出的电流与并网点的电压存在很强的非线性关系,从而建立交直流混合微电网故障精确检测方法。最后利用MATLAB/Simulink建模仿真,结果验证了理论分析的正确性,有利于提高逆变器的故障穿越运行能力,深化微电源的故障特性分析。

不同控制策略影响下光伏发电电能质量特性研究

随着光伏发电的广泛接入,光伏发电出力的随机性和间歇性给电网电能质量带来一定影响。在分析光伏逆变器常用PQ和V/f控制策略基础上,构建了光伏电池及其逆变器控制策略模型,分析了光伏在PQ和V/f控制下的电能质量变化状况,从而得到光伏相应电能质量指标特性。结果表明,光伏并网且PQ控制时,主要是电流谐波等电流质量问题;孤岛且V/f控制时,主要是电压波动等电压质量问题。研究结果可为光伏运行和电能质量监测等提供依据。

一种适用于偏远山区的多能互补发电系统仿真分析

针对西部偏远地区已有的独立小水电基础上,形成水、光、储、柴多能互补发电系统,解决日益增长的用电需求,有效降低储能电池配置容量。介绍了一种以小型水电承担基底负荷,光伏储能系统用于调节负荷峰谷差,柴油发电机作为热备用的多能互补发电系统。建立了水轮发电机、光伏储能电源、柴油发电机的仿真模型以及柴油发电机同期装置仿真模型。最后,利用Matlab/Simulink平台对该系统进行了仿真分析,仿真结果表明该系统能充分提高供电可靠性的同时,有较好的动态响应。

基于RTDS的微型燃气轮机发电系统实时仿真研究

基于RTDS实时仿真平台,建立采用双SVPWM换流器的微型燃气轮机发电系统的仿真模型,系统电机侧采用电压电流控制,控制直流侧电压稳定;电网侧采用PQ双闭环控制,控制微型燃气轮机的功率输出以满足电网或负荷的功率需求。研究负荷变化情况下微型燃气轮机发电系统的实时仿真运行情况。仿真结果表明:微型燃气轮机发电系统在负荷变化时具有良好的动态稳定性,满足系统负荷输出的需求。将微型燃气轮机部分使用Matlab/Simulink代码生成技术转化成RTDS的一个自定义模块,在RTDS上进行实时仿真测试,验证了C代码转化跨平台实验的正确性和可行性。

交直流混合主动配电网建模及运行状态分析

含分布式能源的交直流混合主动配电网逐步成为未来低压电网的发展走向。开展含分布式能源的交直流混合主动配电网系统的建模仿真研究,对主动配电网系统的发展具有重要意义。在综合权衡光伏、储能和负荷的接入情况和运行状态,对各个模块进行数学建模,基于matlab/simulink平台建立了交直流混合主动配电网仿真模型,对该种结构的系统运行特性进行了分析,采用PQ控制和双闭环PI控制策略,通过多种运行模式和模拟故障的仿真试验,验证了交直流混合配电系统模型的抗干扰性和策略选择的准确性。

孤岛运行光储微电网控制策略研究

光储微电网孤岛运行时存在电能质量差、系统稳定性差等问题。系统的控制策略多为基于PI控制的双闭环控制算法,导致动态响应速度慢。针对这一问题,提出了一种考虑新能源波动的多步预测有限集模型预测控制(FCS MPC)策略。首先,对DC DC变换器采用稳压控制,为逆变器提供稳定的直流电压提高系统的稳定性;然后,对光伏逆变器采用恒功率控制策略维持稳定的功率输出,对储能逆变器采用基于多步长改进模型预测控制(MPC)的下垂控制,以实现对参考电压的快速跟踪及负荷功率的合理分配,而且多步长改进MPC可降低传统MPC的预测误差,提高系统的稳定性;最后,利用MATLAB搭建仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。