并网直驱风电场在交流电流时间尺度下的小干扰稳定性·功率控制外环影响

并网直驱风电场的小干扰振荡稳定性与风机网侧换流器的动态特性密切相关。现有针对并网直驱风电场在交流电流时间尺度下小干扰稳定性的研究大多直接忽略了网侧换流器功率控制外环与电流控制内环之间的耦合作用,亦鲜有文献讨论过外环对内环与锁相环之间动态交互过程的影响。为了填补上述研究空白,在建立大规模并网直驱风电场降阶等值模型的基础上,采用模型解析、模式分析及时域仿真分析相结合的方法,深入剖析了功率控制外环对风电场交流电流时间尺度小干扰振荡稳定性的影响机理。研究结果和结论表明:功率控制外环与电流控制内环在参数设置不当时会发生耦合作用,直接忽略二者之间的交互可能导致交流电流时间尺度稳定性分析误差;电流控制内环与锁相环通过功率控制外环形成交互路径,外环参数的变化会对内环与锁相环的交互稳定性产生一定影响。

单相全桥PWM整流器输入电流内环式控制方法的分析与仿真比较

单相全桥型PWM整流器的输入电流内环式控制方法多种多样。PI控制、使用虚拟坐标变换的PI控制、PR控制等控制方法技术较成熟,而无差拍电流控制、重复控制、自适应预测电流控制等数字算法控制尚不成熟。在实际应用中究竟选择何种控制方式,对产品性能影响很大。在此控制方法进行理论分析比较,并利用仿真比较得出一些重要结果,对实际工程有一定的实用参考价值。

非理想条件下基于MMC的电力电子变压器的无源滑模控制策略

基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的电力电子变压器(powerelectronictransformers,PET)在输配电过程中发生扰动时,采用传统的PI控制、无源控制等已经难以保证系统的可靠性以及良好的动态响应能力。为了改善非理想条件下系统的可靠性和动态响应,提出基于MMC-PET的无源滑模控制(passivity-basedcontrol–sliding-modecontrol,PBC-SMC)策略。首先,将基于MMC的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)模型的无源控制器应用到内环电流控制,再引入滑模控制(sliding-mode control,SMC),可有效解决无源控制过于依赖系统参数的问题,使得控制系统具有更强的抗干扰能力和更快的响应速度;然后,通过移相均压控制来稳定中间隔离级的输出直流电压,并设计输出级逆变器的无源控制器;最后,搭建MMC-PET仿真系统进行实验验证,结果表明在非理想条件下MMC-PET采用PBC-SMC控制方法的有效性和优越性。

基于多端柔性直流输电的风电并网控制研究

对于大规模的海上风电并网,两端柔性直流输电网并网已无法满足要求,并且交流并网也存在着频率、电压失稳和远距离输电经济性差的问题。使用多端柔性直流输电是未来海上风电并网的发展方向。对于风电场和无源网络而言,有功功率有时是没有的,所以采用多端柔直并网时,与风电场以及无源网络相连的换流站便无法继续采用过去的定有功功率控制。该文抛弃利用有功功率控制的方式,将风电场当作一个无源网络,将电压参考值取为定值。并利用此方法设计了四端柔性直流环网模型,其中加入了两个风电场和一个无源网络,以证明多端柔直系统可以连接不同地域风电场和没有电厂的偏远区域。并且在PSCAD/EMTDC上,将多端柔直并网模型进行了仿真模拟。结果表明,利用此控制方法的四端柔性直流可以稳定运行,故障时扰动较小。

超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究

城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效。针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略。利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果。仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性。

大功率电弧炉智能控制系统

针对电弧炉冶炼生产过程多变量耦合、时变非线性、大时延和强干扰等特点,采用了温度控制外环和电流平衡控制内环的双环路结构,并实现了电弧炉温度和电流平衡的智能集成控制。该控制系统有效地保证了电弧炉三相电流的平衡和生产工艺对温度的需求,提高了冶炼生产的自动化程度并保证了冶炼生产工艺的稳定性,获得很好的经济效益。

两级式光伏发电系统并网控制算法仿真及实验

分布式光伏电源将成为全球能源互联网的关键一环.光伏发电系统作为分布式光伏电源的核心部件,通过并网控制算法将光伏直流电转换成交流电注入电网.而电网的波动将影响光伏发电系统的并网接入,因此并网控制算法有必要考虑电网的干扰.通过电流内环前馈补偿的方法抵消电网的干扰,并将光伏电压作为外环控制对象从而完成光伏发电系统的并网过程.通过MATLAB/Simulink平台对电压外环电流内环前馈补偿的并网控制算法进行了仿真,并进一步通过DSP硬件平台验证了控制算法的有效性.

柔性直流与交流并列输电换流器交流故障穿越

柔性直流输电的故障穿越是电网安全稳定运行的重要内容,特别是交流侧低压故障时产生的较大短路电流对换流器件的危害一直是研究热点。针对1个风电场经交直流并联输电的系统,当直流输电的逆变端交流侧发生严重短路故障时,提出通过控制换流站的内环电流控制器的输入电流指令的限幅环节来抑制换流器出口的过电流,即低压故障时切换到小一级的限幅器限值,同时为了阻止从整流站而来的功率积累过剩,造成直流电压上升,设计了整流站运行方式自动切换控制器,使整流站输电功率减小,将功率转移到交流线路,以稳定直流电压。最后通过仿真验证,证明提出的方法在抑制交流短路大电流、稳定直流电压方面效果显著。