基于能量函数和改进虚拟同步控制的低频振荡抑制策略

随着可再生能源发电的普及和电力电子设备装机规模的扩大,电网稳定性显著降低,虚拟同步发电机(VSG)技术近年来备受关注。然而,VSG与同步发电机并网受到扰动时,VSG虚拟转子转速会发生突变,从而引起系统输出大幅度波动。为了抑制这些波动,本文提出一种基于超前滞后控制环的附加功率和惯量的VSG控制方法。通过引入能量函数的概念,得到一种新的控制策略。利用能量函数,分析VSG参数对系统低频振荡的影响,并通过调节VSG参数实现对VSG输出能量的控制,减少VSG与系统之间的能量流动,进而更好地抑制可再生能源发电系统的低频振荡。通过Matlab/Simulink和远宽半实物仿真平台证明了所提策略对可再生能源发电系统低频振荡具有良好的抑制效果。

气温影响下的电力系统低频振荡抑制技术

气温变化会导致电力系统低频谐波传输波形频繁波动,影响电力系统的稳定供电。为维持电力系统供电能力的稳定性,提出一种气温影响下的电力系统低频振荡抑制技术。通过滤波处理低频振荡信号,联合电压与电流参数,计算气温影响下电力系统低频振荡系数。预测与低频振荡系数相关的补偿向量,通过求解电量信号抑制区域的方式,完成对气温影响下电力系统低频振荡抑制技术的研究。实验结果表明,所提方法成功减少了气温影响下低频谐波的频繁波动,使其在一个传输周期内只出现一次明显的波动性变化。

基于功率预测的光伏微逆变器低频电流纹波抑制策略

随着单块光伏电池输出功率越来越高,以反激电路为基础的传统光伏微逆变器(PM)难以达到高效率,因此以桥式电路为基础的PM越来越受到重视。文中提出一种较小容值的桥式PM及其基于功率预测的输入侧低频电流纹波抑制方法。该方法取消了传统的电流内环,而且保证变换器的输出功率能够在一个开关周期时间内实现快速跟踪。考虑到实际参数与检测值的误差,所提功率预测方法仍具有很好的稳定性与鲁棒性。通过建立系统的小信号模型,设计了电压外环的调节器参数,使得电压环具有较大的带宽。实验结果证明了所提PM性能优良。

复杂电力系统多方式下低频振荡抑制器优化配置的研究

针对现代电力系统低频振荡抑制问题,该文提出能适应包含电力系统稳定器(PSS)、灵活交流输电系统(FACTS)等动态元件中的附加控制器和可同时兼顾多种运行方式的多机复杂电力系统低频振荡抑制器参数协调优化的数学模型,它避免了大多只考虑单运行方式或只计及了PSS参数优化整定的局限性;并对该模型提出基于免疫遗传算法的参数优化整定方法.免疫遗传优化方法能避免现有典型参数优化配置方法的局部极值和收敛速度较慢等问题.新疆电网多种典型运行方式的低频振荡抑制器的参数优化配置结果表明该文数学模型和优化方法是有效的.

具有低频电流纹波抑制功能的电流型桥式光伏微逆变器

合理的低频电流纹波水平能有效增加微逆变器的寿命,提高光伏电池的输出功率。文中提出一种器件复用的电流型桥式变换器,作为两级式光伏微逆变器的前级,针对该变换器提出了一种双占空比调制策略,分析了在该策略下变换器的工作原理,在此基础上提出了一种可实现光伏电池侧低频电流纹波抑制的策略。分析了变换器的小信号模型,分别设计了升压电感电流内环、光伏电池电压外环以及低压侧电压环的调节器参数,并通过根轨迹验证了在整个光伏电池运行范围内变换器均能稳定运行。实验样机运行结果验证了分析与设计参数的正确性。

电力系统稳定器对风电系统低频振荡抑制研究

提出在双馈感应发电机(DFIG)的变流器控制系统中加入电力系统稳定器(PSS)的方法抑制风电并网的低频振荡现象。针对工业生产中实际应用的风电并网系统,以DFIG作为风电机进行建模研究,建立了完整的风电并网系统模型,分析了风电并网低频振荡的产生过程。在DFIG的变流器控制系统中采用电力系统稳定器抑制系统低频振荡,通过时域数值分析法和特征值分析法验证了在并网系统中加入电力系统稳定器对低频振荡的抑制效果。仿真实验结果表明:使用电力系统稳定器能有效地抑制风电并网的低频振荡现象,提高并网系统稳定性。

基于定频MPC的飞跨电容储能双向直流变换器低频波动功率抑制策略

为抑制直流母线低频波动功率对储能系统的影响,以飞跨电容双向直流变换器为研究对象,提出基于单目标定频模型预测控制(model predictive control,MPC)低频波动功率抑制策略。为降低传统MPC算法的运算负荷,通过对变换器数学模型进行分析,提出一种单目标定频MPC控制算法。该算法仅需通过电感电流单目标约束函数,即可实现对系统电流及双端飞跨电容电压的控制,无须对两端飞跨电容电压进行独立寻优,极大地降低了计算量。为实现对储能系统低频波动功率的抑制,引入低频波动功率抑制算法,通过与所提MPC算法的融合,使最终控制方案能够在实现储能控制目标的前提下,具备低频波动功率抑制能力,且保持良好的动态性能。通过搭建小功率实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。

电力系统低频振荡分析与抑制综述

随着电力系统的迅速发展以及互联规模的急剧扩大,电力系统低频振荡问题已成为影响其动态稳定性以及远距离传送容量的重要因素,对趋于运行极限状态的电力系统尤其如此。鉴于此,文章综述了目前低频振荡的各类分析方法以及抑制策略,通过对比及分析阐明了各种分析方法及抑制策略的优缺点,并进一步对未来研究方向作了探讨。

两级式逆变器输入电流低频纹波分析及抑制

针对两级式单相逆变器在DC/DC前级、DC/AC后级两级联调时出现低压直流源(蓄电池等)输入电流低频纹波脉动较大的问题,进行了相关分析和研究,并提出了抑制方法。建立了前级DC/DC变换器的低频纹波电流传输模型,分析了输入电流低频纹波脉动来源和传输路径;提出了从控制角度出发,通过添加谐振控制器的,在控制环路中增加对此脉动频率的衰减,达到抑制输入电流低频纹波脉动的效果;并进行了控制环路设计,确保其满足稳定性要求。设计了一台原理样机,通过测试结果验证了该方法的正确性和实用性。

基于状态反馈解耦控制的含DFIG电力系统低频振荡抑制研究

由于风力双馈感应发电机(DFIG)内部阻尼转矩不足,导致DFIG接入电力系统时会降低系统阻尼,增加发生低频振荡的风险。文章提出了一种状态反馈解耦的控制方法,该方法依据闭环电力系统状态空间模型,将DFIG视为反馈控制器,对其传递函数阵进行状态反馈解耦,实现对来自同步发电机角速度、功角和阻抗偏差矢量一对一控制,进而对整个含DFIG电力系统数学模型进行降阶,同时调节功角耦合参数C_(g1)、角速度耦合参数C_(g2)以及阻抗耦合参数C_(g3)提高系统阻尼比,抑制公共连接点(PCC)电压幅值变化,提高了对低频振荡的抑制能力。最后,以风电接入四机两区域间降阶模型为例进行仿真,并与传统的状态观测器方法对比,仿真结果验证了所提方法对提高整个系统阻尼比和降低节点电压幅值抑制低频振荡的正确性和有效性。

带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器

提出一种带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器,并深入分析研究这种变换器的电路拓扑、具有恒流充放电的类整流单极性移相控制策略、稳态原理、输入二倍频电流纹波抑制等关键技术,获得重要结论。该电路拓扑由输入二倍频电流纹波抑制电路和单级充放电高频环节DC-AC变换电路级联构成,该控制策略是通过双向整流电路将高频变压器的正弦脉宽脉位调制波整流成输出正半周或负半周的正弦脉宽调制(SPWM)波,并实现蓄电池的恒流充放电,输入二倍频电流纹波抑制电路是在蓄电池和输入滤波电容之间串联一个L_rC_r并联谐振电路。研制的样机实验结果表明,该变换器具有高频隔离、单级双向充放电、变换效率高、充放电电流纹波小等优点。

方波差频低频谐波抑制控制策略

针对常规方波差频逆变器存在输出波形低频谐波分量大的问题,提出了一种方波差频低频谐波抑制控制策略.首先对"死区"调制控制策略进行了分析;然后提出了两种降低低次谐波系数的控制策略,并与自然采样频率SPWM调制方式进行了对比;最后利用设计的参数进行了仿真.仿真结果与理论计算值一致,验证了所提方法的正确性.

多端口分布式新能源输入低频电流纹波抑制

为实现对分布式新能源输入低频电流纹波的有效抑制,提出了一种应用于分布式新能源发电的多端口两级式DC/AC逆变器及其控制方法,其中输入直流源提供负载功率所需的直流分量,第三端口提供负载交流功率纹波。详细分析了所提三端口两级式逆变器的拓扑结构及其工作模式,讨论了为实现输入低频电流纹波抑制所需的电路关键参数计算方法及系统控制策略。最后通过搭建的95 W原理样机对所提拓扑及其低频电流纹波抑制策略开展了实验验证,实验结果证明该拓扑能够在实现纹波消除的同时获得高质量的输出波形。

非线性励磁调节器抑制低频振荡的能力

非线性最优励磁是近几年提出的一种先进的励磁控制理论，本文就MNSE-2B调节器抑制低频振荡在百年电力的实际应用作出初步分析。

低频振荡抑制器的优化

介绍了1台200W发电机低频振荡抑制装置投运试验情况,根据试验情况及现场发现的问题和实测参数对其进行了优化设计,对设计经验进行了总结并给出了改造建议。

新能源汽车永磁同步电机低频振动抑制可靠性分析

低频振动抑制由于高效便捷而被广泛应用于新能源汽车永磁同步电机中,为评估其抑制可靠性,设计新能源汽车永磁同步电机低频振动抑制可靠性分析方法,克服现有评估方法评估准确率较低的问题。基于加速度传感器与数据采集卡采集永磁同步电机低频振动抑制信号即永磁同步电机的位移跟随误差离散信号。为实现更加准确的低频振动抑制可靠性分析,需要对采集信号实施降噪处理,采用的降噪处理算法为CEEMDAN-SG联合去噪算法。设计低频振动抑制可靠性分析方法,实施新能源汽车永磁同步电机低频振动抑制可靠性分析与评估。测试结果表明,设计方法可靠性评估误差最小值与最大值均较低,说明其低频振动抑制可靠性分析准确性较高。

非线性励磁调节器抑制低频振荡的能力

非线性最优励磁是近几年提出的一种先进的励磁控制理论,就MNSE-2B调节器抑制低频振荡在百年电力的实际应用进行初步分析。

虚拟同步双馈风机对同步机作用路径及低频振荡影响分析

针对具有虚拟同步控制的双馈感应发电机机对系统低频振荡产生影响的问题,基于虚拟同步双馈风机的内电势运动方程,通过建立两机系统的线性化模型,分析了虚拟同步双馈风机对同步机作用的路径和物理过程,并采用阻尼转矩法阐明了虚拟同步双馈风机对同步机低频振荡的影响机理,最后进行了仿真验证。仿真结果表明:虚拟同步双馈风机内电势的相位受同步机内电势相位和幅值的变化而变化,继而直接影响同步机有功功率,或通过影响同步机端电压幅值变化的支路间接影响同步机有功功率,它们是虚拟同步双馈风机影响同步机阻尼的主要途径,此外,增大虚拟惯性时间常数和阻尼系数可以改善同步机低频振荡的阻尼,而增大电压控制带宽则会使同步机低频振荡的阻尼恶化。

多VSC汇集变电站母线电压低频振荡机理分析与抑制

大型新能源场站选址偏远,多将其并入升压变电站并经长距离交流线路将电能送至负荷中心,造成升压站母线与负荷中心电气连接强度薄弱,易发生母线电压低频振荡。为揭示低频振荡的产生机理,建立了多电压源换流器(voltage source converter,VSC)并网系统的低频动态通用分析模型。该模型着眼于系统低频动态,对各VSC及交流电网独立建模,适用于在不同控制策略下的任意数量VSC并网建模。基于此模型,通过状态空间分析揭示了电网强度、VSC运行点,以及各VSC动态环节耦合等各因素对系统低频动态稳定性的影响机理。基于分析结果,提出虚拟公共并网点控制策略,该策略以汇集母线电压作为各VSC的统一控制目标,可有效抑制弱连接系统内各VSC的动态交互产生的低频振荡,并设计参数自整定功能以消除线路参数变化导致的误差。通过PSCAD/EMTDC仿真验证基于低频动态通用分析模型得出的各要素对低频动态影响结果的正确性,以及虚拟公共并网点控制策略对于低频振荡抑制的有效性。

基于复合虚拟阻抗的混合储能系统功率分频协调与谐波电流抑制策略

混合储能系统在传统下垂控制下不能根据蓄电池和超级电容各自的储能特点和动态响应进行功率合理分配,同时单相逆变器负荷的存在导致前级变换器和输入源产生二次谐波电流,这将缩短系统的使用寿命,破坏系统稳定运行。针对以上问题,该文提出一种基于复合虚拟阻抗的功率分频协调与低频谐波电流抑制策略。在复合虚拟阻抗作用下,系统等效输出阻抗在低频段和高频段分别由蓄电池侧和超级电容侧阻抗主导,此时蓄电池提供系统功率波动的低频分量,抑制直流母线电压波动以稳定系统能量供需平衡,超级电容快速吸收系统功率波动的高频分量,提高系统的动态响应。在此基础上分析了复合虚拟阻抗使电感支路在二倍频时呈现高阻抗,非二倍频时呈现低阻抗,从而抑制二次谐波电流。最后,通过实验验证所提方法的有效性。