基于PR控制和平均功率控制的中频逆变器并联系统研究

中频逆变器作为交流供电系统的组成部分,广泛地运用在航空、船舶和机车等领域,而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电,是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先针对中频逆变器的特点,采用了负载电流前馈的双闭环PR控制策略以改善其输出特性;随后针对两台逆变器组成的并联系统进行了建模分析,采用基于平均有功和无功功率控制的有线并联控制策略,并引入虚拟阻抗以提高并联系统的可靠性与均流特性。最后通过仿真和实验验证了单机与并联系统控制策略的可行性。

不平衡电压下并网逆变器的预测电流控制技术

在推导不平衡电网电压下并网逆变器数学模型和瞬时有功、无功功率数学模型的基础上,提出了实现三相电流平衡、有功功率或无功功率无波动为控制目标的控制策略,讨论了不同控制目标下并网逆变器正序和负序电流指令计算原则。为实现正序和负序电流的准确控制,设计了在两相静止坐标系下的预测电流控制方案,以消除电流采样延时和正负序分解导致系统运行性能下降的影响。最后搭建了3 kVA并网逆变器的试验系统,试验结果验证了理论分析的正确性以及预测电流控制方案的有效性。

光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略

为提高光伏并网发电系统的低电压穿越能力,提出一种基于电压定向矢量控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)控制策略。该策略对光伏逆变器进行电压定向矢量控制,实现有功和无功功率解耦,在电网电压跌落期间,采用直流卸荷电路稳定直流侧电压,根据电压的跌落深度补偿一定的无功功率以支撑电压恢复。通过PSCAD/EMTDC软件对采取LVRT控制策略前后的各电气量进行比较分析,结果表明,采用该策略光伏发电系统可以在电压跌落时保持并网运行,并补偿一定的无功功率以恢复并网点电压,实现低电压穿越。

谐波电网电压下PWM整流器增强运行控制技术

在推导考虑5、7次谐波电网电压下脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器瞬时有功和无功功率数学模型基础上,以实现输入电流无谐波或输入功率无波动为控制目标,提出两种谐波电压下PWM整流器增强运行控制方案,进而讨论不同控制目标下PWM整流器基波和谐波电流指令计算原则。为实现谐波电压下基波和谐波电流的准确控制,设计在基频同步旋转坐标系、5倍频同步旋转坐标和7倍频同步旋转坐标系下的多PI电流控制方案。最后通过1 kW PWM整流器的实验系统搭建和实验结果分析,验证理论分析的正确性以及多PI电流控制方案的有效性。

配电网重构的自适应和声搜索算法

采用和声搜索算法(HSA)搜索最优方案进行配电网重构时,会受初始参数值的影响。为此,提出自适应和声搜索算法(AHSA)。在和声搜索算法中加入局部搜索进行改进,增强了算法的寻优性能。建立以降低网络的有功和无功功率损耗为目标的配电网重构的数学模型,采用基于节点分层的前推回代法对网络结构进行潮流计算和分析。对IEEE69节点配电网进行仿真,与和声搜索算法,遗传算法(GA)的结果进行对比分析,表明该算法的迭代次数少,有较好的收敛效果。在配电网重构的算例应用中,证明了自适应和声搜索算法是可行的。

基于MPPT的变速恒频双馈风力发电系统控制策略

充分利用风能是风力发电控制的主要目的之一,为达此目的,本文基于风力机特性和双馈风力发电机的数学模型,提出了一种不依赖于风速测量来实现双馈风力发电系统最大功率点追踪(MPPT)控制的策略。该策略应用定子磁链定向矢量控制技术,对双馈发电机进行有功功率和无功功率的解耦控制,然后通过对发电机输出有功功率进行控制来间接得到与风速相对应的最佳叶尖速比和最优转速,从而实现最大功率点追踪(MPPT)控制。仿真结果证实了基于该方法,双馈风力发电系统在风速变化过程中能自动寻找并追随最大功率点,且控制相对简单,运行可靠,有较高的实用价值。

基于虚拟阻抗的不间断电源并联系统均流控制

不间断电源(uninterrupeted power system,UPS)并联系统中逆变器直流母线电压不一致,IGBT导通压降分散性,PWM控制死区时间不同,滤波电感的等效内阻抗不同都可能造成并联系统UPS之间产生环流,降低UPS并联系统的均流特性和稳定性。为解决该问题,在电压电流双闭环之外引入虚拟电阻环节,虚拟阻抗的加入可减小UPS逆变器参数不同造成的输出内阻抗差异,提高均流控制精度。详细介绍了虚拟阻抗对UPS并联系统均流特性的影响。两台单套功率40kVA的三相四线UPS并联系统实验证明,运用该均流控制方法可大大提高系统的均流特性和稳定性。

基于灵敏度分析的中低压一体化配电网电压控制策略

为减小光伏系统对中低压配电网电压的影响,并充分利用光伏逆变器的剩余功率,提出一种基于灵敏度分析的中低压一体化配电网的电压控制策略.建立包含中低压的两级控制模型,以网损和电压偏移量为目标函数,融合传统的无功补偿控制与分布式电源的功率控制.通过电压灵敏度和网损灵敏度,将传统的多目标控制转换为两阶段的单目标控制,选取灵敏度高的设备作为控制设备,用于电压控制和网损优化.算例分析结果表明,该文策略能协调中低压一体化配电网中的各类控制设备,电压越限时能恢复电压、降低网损;相对于多目标优化算法,灵敏度指导算法优化效率高、优化后的电压水平高.

不平衡电网电压下改进VSG控制策略

在不平衡电网电压下,传统的VSG控制策略控制的逆变器将面临输出电流不平衡、有功和无功功率波动等问题,并且传统大多数处理三相电压不平衡的策略大多数不适用于虚拟同步发电机控制。为了解决以上问题,提出了一种改进的VSG平衡电流控制,为了系统能稳定的跟踪调制电流,使用模型预测控制模块。首先对逆变器的瞬时功率的模型进行建立,然后在传统的平衡电流VSG控制的基础上,根据输出的电流稳定、有功功率稳定或无功功率稳定不同的控制目标,推导修正出改进的电流方程,最后并网逆变器通过模型预测控制结合所得到的电流指令确定开关状态,对并网逆变器进行调制,实现上述不同的控制目标。仿真结果表明,改进后的控制策略能够实现输出电流平衡和有功、无功功率平衡。

基于光伏逆变器的配电网电压控制方法研究

针对传统电压越限节点实施就地控制方案导致控制效果差的问题,提出了基于光伏逆变器的配电网电压控制方法研究。结合光伏电源和负荷的运行区间,分析光伏输出有功和无功功率对电网电压的影响,计算可用于电压控制的最大无功输出,以电压不越上限为基础,设计配电网电压实时控制方案,具有良好控制效果。

感应电动机的运行状况分析

在电动机实际运行中常常遇到电压与频率与额定值发生偏差的情况,当电压与频率与额定值发生偏差时,电动机自供电网络吸收的定子电流、有功功率、无功功率、转子电流、损耗、转速以及电动机发热等均将产生变化,本文将就上述变化做出较为详细的分析。