基于下垂特性控制的无互联线逆变器并联动态性能分析

对于无互联信号线逆变器并联系统,采用传统有功和无功功率下垂控制法往往会引起动态性能的问题。该文在传统下垂法中额外加入瞬态下垂分量,并且稳态下垂分量采用了旨在减小连线阻抗影响的并联控制策略,使多逆变器模块的电流均分能快速达到稳定。运用小信号建模分析表明控制方程系数的匹配能较大的影响瞬态响应,合理的参数设计有利于动态性能的提高。采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)实现全数字化逆变器并联系统设计,实验结果表明所提出的方案能有效提高无互联信号线逆变器并联系统的动态性能。

采用势函数法的微电网无功控制策略

由于受到微电网线路阻抗特性等因素的影响,传统的下垂控制存在无功出力难以按照下垂增益分配的问题。分析分布式电源无功出力与空载输出电压之间的关系,并在此基础上提出基于二级控制的微电网无功控制策略。该方案利用无功出力分配关系和空载输出电压的偏离程度构造势函数。微电网中央控制器根据势函数对各分布式电源的空载输出电压进行集中调整,达到改善无功出力分配的目的。仿真结果表明该方案具有良好的动态响应特性和稳态性能。此外,用正则环流无功概念来考察不同负荷水平对分布式电源无功出力分配的影响,进一步验证了所提方案的有效性。

微电网中三相逆变器孤岛运行控制技术

分布式电源通常采用无互联线的传统"功率–电压–电流"三环下垂控制器来实现并联系统间的功率均分,但采用三环下垂控制不仅控制器复杂,而且其控制效果受连线阻抗阻感比影响严重。尤其是在线路短、阻抗小的微电网系统中,过小的连线阻抗会严重影响功率均分效果甚至会导致系统不稳定。为此设计一种基于虚拟阻抗的"电压–电流"双环下垂控制方法,使并联系统在连线阻抗很小且不对称,传统功率下垂控制方式已不能稳定工作的情况下,仍然能够维持良好的电流均分效果。对比传统三环下垂方法,其具有稳定裕度大,动态响应快,实现简单等特点。最后在理论分析的基础上进行实验研究,通过与三环下垂控制方式的对比,验证了双环下垂控制的有效性。

微网逆变器的改进鲁棒下垂多环控制

对于孤岛模式下的逆变器,其等效输出阻抗和连线阻抗差异对功率分配和环流抑制的影响较大。鲁棒下垂控制虽然可以减小阻抗差异对功率精确分配的影响,但在逆变器投入并联运行过程,存在冲击电流大、过渡时间长的不足,影响鲁棒下垂控制的实用化。为此,以阻性线路阻抗为例,提出一种改进的鲁棒下垂多环控制方法,其由功率外环和电压、电流双环构成。电压、电流双环设计中,采用考虑负载影响的控制器参数设计方法,抑制负载变化对电容电流内环跟踪性能的不利影响。功率外环通过引入阻性虚拟阻抗将逆变器的等效输出阻抗设计成阻性,提出一种改进的鲁棒下垂控制方法,与常规鲁棒下垂控制相比,可以改善逆变器的并机过程,减小并机冲击电流,加快并机过渡过程,实现平滑快速并机过渡。仿真与实验结果表明了所提理论的正确性和有效性。

微电网电压质量控制方法研究

由于微电网中不平衡负载的影响,使得微电网电压出现不平衡。针对这类问题,在dq坐标系下对低压微电网电压不平衡进行研究,并提出了相应的补偿方法。该方法采用加虚拟阻抗的下垂控制器来灵活准确地实现分布式电源的功率分配;通过电压不平衡补偿,使得分布式电源输出稳定的负荷电压从而自动补偿微电网的不平衡电压;而电压电流环对下垂控制中所给定的参考信号进行准确的跟踪,提高输出电能质量,进一步提升整个控制系统的性能。最后通过仿真结果证明了所提控制策略的可实现性和有效性。

基于孤岛运行模式仿真的研究

本文采用下垂控制作为孤岛运行的控制方式。在孤岛运行的模式中,考虑到不同的负载对孤岛运行有着不一样的效果。本文所采用的是负载端为阻性和阻感性的孤岛运行。通过比较得出其对系统的影响,尤其是根据各自的有功功率和无功功率的分布来判断各自产生谐波的大小,并都通过MATLAB/Simulink软件进行建模仿真,进行验证。

分布式电力系统谐波的治理

针对分布式电源通过电力电子装置并网发电产生分布式电力系统谐波问题,提出了采用分布式有源滤波系统来抑制谐波,通过多个有源滤波器优化配置并联接入多谐波源电网,达到整条线路谐波畸变率最低.为了保证有源滤波器并联稳定长期运行,引入下垂控制进行改进,从而实现负载功率的均分和环流的抑制,维持线路电压畸变率在较低水平.仿真结果说明了该理论的正确性和有效性.

微源并网逆变器改进下垂控制策略研究

针对微网中敏感负荷对频率和电压幅值要求较高这一情况,笔者提出了一种下垂系数随反正切函数变化的下垂控制策略。把反正切函数的两种特性应用于微源的下垂控制,第一个特性可以保证微源输出频率和电压始终维持在设定的范围之内,第二个特性可以保证微源在输出参考功率附近有较快的动态响应。最后将改进后的下垂控制策略与改进前的下垂控制策略相比较,比较结果证明了该策略的可行性和优越性。