统一潮流控制器并联变换器的改进型双环控制系统

分析了统一潮流控制器并联变换器在电力系统中的调节作用以及工作原理,建立了并联变换器的数学模型,提出了一种改进的双环PI解耦控制系统。采用电流前馈与PI调节共同控制变换器有功电流分量,稳定直流侧电容电压。UPFC接入端的节点电压控制采用PI调节和下垂特性组成的自动电压调整控制策略。控制系统在15 kVA的UPFC物理模型中得以实现,这种控制系统有利于加快并联变换器的动态响应,降低直流母线电压的波动,有效地控制UPFC接入端节点电压,仿真及实验结果都证明了控制系统的正确性和有效性。

自适应电压下垂的MT-HVDC附加频率控制策略

在柔性高压直流输电系统中,PI双环解耦电流控制的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)难以为AC区域提供频率支持,传统电压下垂控制导致直流电压在系统发生扰动后出现较大偏移。设计一种基于自适应下垂控制器的依赖通信链路的频率附加控制策略,在AC区域发生扰动后实现频率支持。

柔性多端高压直流输电系统双环附加频率控制研究

传统PI双环解耦电流控制的电压源型转换器难以为孤立交流区域提供频率支持,因此需要增加频率控制环节。通过在VSC控制器的有功控制环中增加有功-频率下垂控制,在无功环中增加无功-频率微分控制,设计一种基于本地信号、无需远程通信的双环附加频率控制策略。该控制策略主要通过共享风电场功率裕度实现对AC区域的频率支持,同时通过无功环附加频率控制改善交流区域频率响应暂态性能。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建4端柔性高压直流输电系统,验证了双环附加频率控制策略的有效性。

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。

基于孤岛模式的微电网多逆变器并联运行控制技术

分布式电源会对电网电压和电能质量等方面带来许多问题,集成分布式电源和负荷的微电网技术提供了很好的解决途径。研究了微电网在孤岛运行模式下,如何平衡微电网内各分布式电源和储能系统的功率输出。建立逆变器并联系统的控制模型,提出一种适合微电网的LCL型逆变器并联的控制策略,并实现了孤岛模式下微电网的稳定运行。其中分布式电源采用无互联线"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。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了并联逆变器在孤岛模式稳定运行的可行性。

适用于快充站的储能变流器控制及功率调度系统设计

为了提高储能系统的响应速度,设计了一种基于三环下垂控制的储能系统变流器控制系统,提升了储能系统在并离网模式切换的响应速度。针对所提出的储能变流器三环下垂控制系统,结合储能系统的功率平衡约束、电网输出功率约束和储能电池运行约束等条件,制订了充电站储能系统的功率调度策略,有效降低了充电站负荷波动,提高了充电站接入并网点的电压稳定水平。最后通过试点充电站及其100 kW储能变换器系统试验,验证了所提控制系统及储能功率调度策略的正确性和有效性。

五端直流电网电压控制及功率分配策略

电压源直流电网适用于风力发电场并网及远距离电力输送,为保证直流电网电力传输的灵活性,研究人员提出了多种直流电压控制及功率分配策略。基于对直流电压偏差控制和直流电压下垂控制策略优缺点的分析,提出了一种新的控制策略。该控制策略可提高直流电网稳态运行时的电压精确跟踪能力,并实现主换流站退出运行后直流电网控制模式的平稳转换。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了含有1个大型海上风电场和4个陆上交流系统的五端电压源直流电网平均值模型,通过对比风功率波动、主换流站退出运行等不同场景下直流电网的稳态、暂态特性,验证了所提出控制策略的有效性和优势。