无线通信下低压微网分布式电源逆变器谐波下垂控制方法

针对分布式电源逆变器在无线通信下难以协调抑制低压微网公共连接点处电流谐波的问题,提出无线通信下低压微网分布式电源逆变器谐波下垂控制方法。根据低压微网分布式电源逆变器数学模型的建立,得到逆变器的输出性能,作为下垂控制方法的数学基础,通过逆变器谐波产生机理的确定,制定下垂控制中的谐波抑制策略。仿真实验结果表明,所设计的谐波下垂控制方法不仅可以实现按照分布式电源逆变器的容量分配基波域与谐波域功率,而且具有优越的谐波抑制性能。

低压微网控制策略研究

为了避免微网运行模式变化时控制策略的切换,实现微网的平滑过渡,对传统的P-f和Q-V下垂控制进行改进,实现了并网运行时基于下垂控制的间接恒功率控制方式。并在脱网过程中采用了控制参数自动调节机制,以减小微网大功率不匹配引起的电压波动。分析了基于频率和幅值参考值正反馈的同步并网控制原理,在维持分布式电源输出功率的前提下利用下垂控制完成微网的同步并网。低压微网仿真结果表明,提出的控制方法能够有效地加快脱网过程中的电压调节速度,实现孤岛运行微网的平滑并网,降低运行模式变化给微网带来的冲击。

低压微网综合控制策略设计

考虑到微源和负荷的不同类型以及具有分散性的特点,根据微网的2种典型运行模式,采用不同的控制策略对低压微网进行综合控制。针对低压下线路参数成阻性的特点,在微网孤岛模式下对传统下垂特性进行重新设计,同时提出同步并网控制器的设计方法,有效降低了微源再并网时对低压微网的冲击,提高了系统的稳定性和可靠性。通过对低压微网运行模式的切换、孤岛模式下切/增负荷、孤岛模式下某一微源退出及重联到微网这3种情况下的运行特性进行仿真分析,证明了低压微网系统下所设计控制策略的可行性。

低压微网阻性逆变器并联运行控制策略

并联逆变器需要较强的环流抑制能力、较好的功率分配特性和一定的抗扰能力。而传统下垂控制与双环控制方法动态特性较差、功率分配精度不高、环流抑制效果一般。针对低压微网系统稳定运行受逆变器输出阻抗、连线阻抗、负荷特性影响等复杂情况,详细分析了逆变器的应用需求,重点研究了环流抑制和功率均分控制策略,提出了一种含虚拟负感抗分量和自适应虚拟阻抗的多环控制策略,采用负感抗分量抵消逆变器输出阻抗中的感性成分,利用自适应虚拟阻抗动态调节逆变器连线阻抗参数,从而使逆变器输出等效阻抗在较宽频带下呈现阻性特性,简化了繁杂的解耦控制算法。此外,为解决虚拟阻抗与电压跌落的矛盾问题,重新设计了下垂控制外环,提高了功率分配精度和动态响应速度。PSCAD/EMTDC建模仿真与实验测试结果表明,所提控制策略合理可行,预期在微网系统和光伏电站中具有广阔的推广应用前景。

低压微网接地技术

以保证人身安全及设备稳定运行为目标,对低压微网的接地方式进行深入研究和探讨。针对低压微网的系统接地,分析分布式电源的中性线接入的必要性;考虑杂散电流的危害,提出低压微网中同一建筑内的电源中性点接地唯一性的要求;根据低压微网的不同运行方式,制定确保系统内中性点可靠接地的原则。针对低压微网的保护接地,分析传统低压配电网的TN和TT接地方式中保护接地在低压微网中的适用性;针对低压微网中分布式电源和用电设备的特点,提出混合接地方式并对其辅助设备配置方案进行研究。

孤岛型低压微网中改进型无功分配策略

为了解决基于传统下垂控制的孤岛型低压微网无功分配不合理及公共连接点(point of common coupling,PCC)电压降落严重这2个问题,在详细分析传统下垂控制中无功分配机理的基础上,提出一种改进型无功分配策略。通过引入虚拟感抗使得低压微网线路中有功无功解耦以满足所提策略的实现条件,将分布式电源(distributed generation,DG)单元空载电压幅值与PCC电压幅值的差值引入传统下垂控制中以形成闭环控制。对改进型无功分配策略实现过程中用DG单元接入点电压幅值来代替PCC电压幅值所造成的无功分配相对偏差进行了具体的量化分析。仿真结果表明,该改进型无功分配策略既可以实现无功的合理分配,又可以大大降低PCC电压降落。当空载输出电压幅值设定为155.5 V,2个DG单元共同承担负载的条件下,采用传统无功分配策略时PCC电压幅值为141 V,而采用改进型无功分配策略时PCC电压幅值为152 V。该研究可为微网实际运行控制提供参考。

低压微网中永磁风力发电系统逆变器并网/孤岛模式控制切换（英文）

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。由于风能自身的特点,风力发电系统可能处于并网和脱网两种模式下运行,而系统中逆变器的控制性能成为系统平滑稳定切换的核心之一。该文提出了一种新的并网逆变器在不同的运行模式下的控制策略。当系统并网运行时,逆变器电流内环采用瞬时电容电流改进的谐振控制,解决了因LCL三阶滤波器引起的系统震荡问题,且输出电流具有良好的动态跟踪性能;电压外环采用瞬时平均功率跟踪控制,实现了逆变器按给定功率稳定输出,保证了发电系统向电网馈入高质量的电能。当系统脱网运行时,电压外环采用基于无功下垂系数调节的电压PI控制,内环控制保持不变,当负载突然改变时,保证了发电系统具有较快动态响应性能,且向负载提供稳定功率。经过仿真分析,有效验证了所提控制策略的准确性和可靠性。

低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

针对微电网通常是接入低压配电网的情况,分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异,对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制,联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流,微电源采用PQ控制策略;孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定,微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析,证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.

适用于低压微网中逆变器无功均分的改进下垂控制策略

由于低压微电网在孤岛运行时,往往存在功率耦合及线路阻抗差异等问题,应用传统的下垂控制将难以实现无功功率的精确分配。针对以上问题提出了一种改进下垂控制策略,以消除不匹配的线路阻抗引起的无功功率均分误差。首先,分析了无功功率均分机理,得出线路阻抗与无功功率之间存在的关系,并基于虚拟感抗将等效线路阻抗设计成感性,以实现功率解耦;其次,引入虚拟感抗的自适应环节,并采用无功功率调节其大小,从而达到在不检测线路阻抗参数的条件下,实现补偿线路阻抗差异造成的输出电压差的目的,进而提高无功功率均分精度。最后,在Matlab/Simulink仿真平台及搭建的逆变器并联系统实验平台下,通过对比传统下垂控制和改进下垂控制功率的均分情况,验证所提方法的有效性。仿真和实验结果表明:所提改进下垂控制策略能够基于一个起决定性作用的虚拟感抗以实现功率解耦,通过中央控制器与本地控制器的通信调节虚拟感抗以消除阻抗差异,从而实现无功功率均衡分配;并且该控制方法能够推广到不同容量及多台逆变器并联运行的情况。研究结果证明了该策略能够有效解决低压微网孤岛模式时的无功不均分问题。

低压微网逆变器自适应谐波下垂控制策略

在多个分布式电源逆变器并联于同一公共连接点(PCC)的典型低压微网中,针对各并联逆变器在无通信线情况下难以协调抑制PCC处谐波电压的问题,提出了低压微网逆变器自适应谐波下垂控制策略。将基波鲁棒性下垂控制的思想引入谐波控制,建立和分析了鲁棒性谐波下垂控制的控制框图,并根据鲁棒性下垂控制应用至谐波控制额定工况的特殊性,对其进行简化设计;在此基础上,设计了基于PCC处谐波电压检测的下垂系数自适应调节策略和多准比例谐振(PR)电流跟踪方案。通过PSCAD仿真软件构造了2台逆变器并联运行工况对所提策略进行验证,仿真结果表明,自适应谐波下垂控制策略能将PCC处的谐波电压抑制在设定范围内,并且能按逆变器容量分配谐波功率。搭建了2台逆变器并网运行的实验平台,进一步验证了所提策略的有效性,结果表明所提控制策略能使多台并联逆变器在无通信线和负载电流传感器的情况下,独立、自治地参与微网电能质量治理,并按各自容量抑制PCC处的谐波电压。

低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究

低压微网系统中的逆变器孤岛运行时,由于失去电网电压和频率的支撑,逆变器的控制变得困难。在负载突变情况下,容易引起微网交流母线电压和频率幅值的波动,导致微网系统无法提供可靠的电能;当逆变器并联处于孤岛运行时,微网系统要求各台逆变器能够按各自容量实现功率精确分配,同时还应具有较快的动态响应能力。针对以上问题,文章逆变器的外环控制采用改进功率下垂系数调节的电压PI控制、内环采用瞬时电流PR双闭环控制,保证负载突变时具有较快的动态响应速度和无稳态误差控制。仿真结果验证了文章控制策略的可靠性。

一种适用于低压微网的改进下垂控制策略

传统下垂控制下的低压微电网,由于受线路阻抗影响,难以有效控制系统频率和电压幅值,很难保证微电网的稳定运行。针对这一问题,本文提出了一种改进的下垂控制策略,基于功率解耦的无静差下垂控制方法,并将其运用于主从-对等混合控制低压微网中。利用Matlab/Simulink软件搭建主从-对等混合控制微网系统模型,对提出的控制策略进行仿真验证,仿真结果验证所提方法的正确性和可行性,为改善低压微网频率及电压幅值提供了参考。

低压微网中永磁风力发电系统逆变器控制策略研究

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。对于系统处于并网和离网情况下,逆变器电流内环采用瞬时电容反馈电流控制,有效解决了因LCL滤波器引起的系统不稳定控制问题。针对两种不同模式下,对并网模式下系统的逆变器控制采用瞬时功率外环、瞬时电容电流PIR内环控制;离网模式下采用负载电压为外环、瞬时电容电流PIR控制为内环的双闭环控制。经过仿真分析,外环瞬时功率控制实现了风力发电并网系统逆变器给定功率控制,在系统输出功率发生变化的情况下,电流具有快速精确的动态跟踪性能,实现了系统功率解耦控制,保证了系统输出高质量电能,有效验证了文中控制策略的可行性。

低压微网中三相光伏并网逆变器控制策略研究

在低压微网中,以三相光伏并网发电系统为对象,分析了三相光伏并网逆变器的数学模型。并网逆变器电流内环采用瞬时电流控制,可以实现系统电流动态跟踪,但是电流内环采用传统PI控制需要功率前馈解耦影响和复杂旋转坐标变换。在瞬时电流控制的基础上,对三相光伏并网逆变器提出一种外环为瞬时功率控制、内环为瞬时电流准比例谐振的控制策略,并采用复传递函数方法分析了PR控制器的动态性能。经过仿真分析,外环瞬时有功无功控制实现了光伏并网逆变器参考功率控制;在光伏并网发电系统输出功率发生突变的情况下,电流内环控制具有快速准确动态跟踪性能,并实现了功率解耦控制,为电网输出高质量电能,仿真结果有效验证了该控制策略的效果。

基于功率解耦的低压微网无静差下垂控制

由于传统下垂控制很难对阻感比相对较高的低压微网频率及电压幅值进行有效控制,且在离网运行时,负荷的变化将会使频率或电压幅值偏离额定值。提出了一种基于功率解耦的无静差下垂控制方法,并将其用于主从-对等混合控制低压微网中,利用Matlab/Simulink软件搭建主从-对等混合控制微网系统模型,对提出的控制策略进行仿真验证。结果表明,所提方法在改善低压微网频率及电压幅值方面优于传统下垂控制。

基于虚拟阻抗的低压微网多逆变器环流抑制研究

低压微网内逆变器等效输出阻抗导致多逆变器间环流上升,低压微网整体运行出现异常,稳定性下降,严重时会造成器件损毁。为解决上述问题,提出基于虚拟阻抗的低压微网多逆变器环流抑制策略,在低压微网结构中,分析等效输出阻抗对输出功率特性的影响,提出多环控制策略,在下垂控制方法基础上引入虚拟阻抗,将全部逆变器的等效输出阻抗由感性转变为阻性,均分低压微网负荷功率,提升低压微网稳定性。在Matlab/Simulink仿真平台内构建低压微网仿真模型,仿真结果显示,引入虚拟阻抗后可将低压微网多逆变器间的环流最大值降至2 A以下,保障了低压微网系统稳定运行,仿真结果证明了所提方法及控制器的可行性与有效性。

一种适用于低压微网的控制策略设计

考虑到微网在联网模式和孤岛模式2种典型运行方式下,系统对微源的要求不同,分别采用不同的控制方法实现了对微网的综合控制.针对在低压系统中线路阻抗呈阻性的特点,对下垂控制器进行了重新设计.设计了一种电压-电流双环控制,分析了电压环PI参数对逆变器输出阻抗的影响,并通过参数的选择使得逆变器输出阻抗也呈阻性.提出了一种同步并网控制器的设计,通过对微网2种运行模式切换和孤岛负荷变化时的仿真,验证了该控制策略可以满足微网快速、稳定、可靠的运行要求.

低压直流微网短路故障特性分析及检测

针对直流微网系统要求可靠性高、线路阻抗小、短路故障检测速度快,构建基于太阳能、储能单元和负载的环形直流微网结构,通过分析短路故障的特性,提出基于短路电流变化率的故障检测方法。在MATLAB/Simulink中搭建母线电压为400 V的直流微网模型进行仿真,仿真结果表明所提方法可以在2 ms内实现对母线和单元短路故障的检测,确保整个系统可靠工作。

低压环形微网的分层控制方式

低压环形微网的供电可靠性高,且能增强分布式电源的接入能力。针对单环网和多分段多联络的城市配网,分析了低压环形微网的接线方式,研究了环形微网的两级分层控制,将环形微网中满足孤岛运行的子微网按区段划分,利用区段与不同元件的连接关系形成关联矩阵,状态切换过程中分别对隔离和重连区段进行判断重新构造关联矩阵,由此确定微网运行状态转换方案,并采用中央控制器实现了不同运行状态的同步重连控制。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件建立了环形微网模型,分析了不同状态转换和同步过程中微网的动态特性,验证了提出控制策略的正确性和有效性。

改进的低压微电网孤岛模式下的控制策略

孤岛模式下的低压微电网运行时,如果负载发生变化,传统的下垂控制策略不能有效的控制系统的电压和频率,维持微电网的稳定性。为了解决上述问题,在传统的下垂控制基础上提出了一种改进的自动调整的下垂控制策略,引入了PI前馈控制,通过改变下垂曲线的斜率以及对曲线进行平移,对电压和频率进行调整。首先对该控制策略的原理和方法进行分析,然后在SIMULINK平台下,对传统的和改进的下垂控制策略进行了仿真和分析。仿真结果表明,提出的改进的下垂控制策略可以更有效更快速的控制低压微电网的电压和频率,使其在孤岛模式下的运行更加稳定。