提高风力发电网侧变流器低电压运行能力的研究

风力发电机组中,当电网电压跌落时,网侧变流器同时受到来自网侧和负载侧两方面的扰动很容易发生直流母线电压不稳定的现象,会进一步影响系统的稳定和恢复能力。为了提高风力发电系统的低电压穿越能力,提出了利用变流器网侧和负载侧功率平衡关系动态改变电流前馈增益系数的方法,同时抵抗电网电压扰动和负载扰动。仿真验证了该方法的有效性,同时具有良好的动静态性能。

电压扰动情况光伏并网逆变器控制策略研究

针对三电平光伏并网逆变器,提出一种修正的比例谐振控制策略,实现电网电压扰动情况下并网电流谐波抑制。首先在电网扰动情况下,通过比例谐振控制器实现低次电流谐波抑制,该方法能够在电网扰动情况下实现并网电流准确控制。并针对三电平逆变器存在的中点平衡问题,提出采用PI控制器实现三电平逆变器中点电位平衡控制。该方法采用载波调制方法,避免了空间矢量调制复杂的计算。仿真和实验结果表明:电网扰动情况下,三电平逆变器能够快速准确地跟踪给定电流。

提高风力发电网侧变流器低电压运行能力的研究

风力发电机组中,当电网电压跌落时,网侧变流器同时受到来自网侧和负载侧两方面的扰动很容易发生直流母线电压不稳定的现象,会进一步影响系统的稳定和恢复能力。为了提高风力发电系统的低电压穿越能力,提出了利用变流器网侧和负载侧功率平衡关系动态改变电流前馈增益系数的方法,同时抵抗电网电压扰动和负载扰动。仿真验证了该方法的有效性,同时具有良好的动静态性能。

双馈风力发电系统转子电流自抗扰控制

随着双馈风力发电系统在电网中所占比例的增大,增强风力发电系统在电网电压扰动下对转子电流的控制能力、改善机组的稳定性成为关注的焦点。本文在分析双馈电机5阶模型的基础上,提出了双馈风力发电系统转子电流自抗扰控制方案。该方案能够有效观测系统d、q轴间的交叉耦合以及电网电压扰动并加以前馈补偿,削弱了扰动因素对控制性能的影响;同时通过非线性状态误差反馈控制率抑制转子电流波动。数字仿真表明该控制系统在电网稳定时能够实现系统有功、无功的精确解耦;在电网故障时,较好地抑制电网电压扰动对转子电流影响,改善风力发电系统的并网运行能力。控制系统具有良好的动态响应性能,鲁棒性强。

基于改进型双二阶广义积分器的软件锁相环实现

传统的软件锁相环(SPLL)容易受电网电压扰动的影响,其锁相结果误差大且对频率变化响应慢.本文分析了双二阶广义积分器软件锁相环(DSOGI-SPLL)的工作原理,并对比了DSOGI-SPLL与改进型DSOGI-SPLL的性能;利用Matlab/Simulink搭建了改进型DSOGISPLL系统模型,并进行仿真研究;运用基于模型的设计方法自动生成了改进型DSOGI-SPLL代码,并下载到自行设计的3KW有源电力滤波器(APF)实验平台进行实验.仿真和实验结果表明,在电网电压不平衡、含有大量低次谐波、频率跳变等状况下,改进型DSOGI-SPLL能够准确、快速地锁定三相电网电压的相位,其性能满足APF等系统的应用要求.

基于解耦控制的单相并网逆变控制算法

并网控制系统存在电网电压扰动与电流控制环的耦合关系。首先在数学上详细分析和推导了电网电压扰动对电流控制的影响,证明了设计电流控制器时忽略电网电压扰动的不合理性。同时,通过采用解耦控制消除电网电压对电流环的扰动,提高系统的电流跟踪精度。最后,通过PSIM软件进行仿真研究,并在一台基于TMS320F2808的4 k VA并网逆变器进行实验,仿真与实验表明了控制算法的可行性和优越性。

基于改进频率微分运算的虚拟惯量控制策略

可再生能源通过快速功率变换器接口接入电网受到广泛关注,但往往会引起电网等效惯量减小的频率稳定性问题。文中分析了2种现有解决方案:利用锁相环频率直接进行微分运算的方法,其动态响应速度慢,易引起谐波放大的问题;利用二阶广义积分器-锁频环(SOGI-FLL)评估频率微分信号的方法避免了频率微分运算,但在抑制电网电压扰动方面的能力有限。为此,提出一种基于级联二阶广义积分器-锁频环(CSOGI-FLL)准确评估频率信号的虚拟惯量控制策略,即将基于二阶广义积分器原理的频率自适应滤波器加入SOGI-FLL的控制回路中,增强SOGI-FLL的扰动抑制能力。最后,建立柴储微网系统的仿真模型和实验平台,仿真和实验结果共同验证了所提控制策略的有效性。

基于频率微分原理的储能变换器虚拟惯量控制策略研究

可再生能源通过快速功率变换器接口接入电网受到广泛关注,但往往会引起电网等效惯量减少的频率稳定性问题。储能变换器(energy storage converter,ESC)采用基于二阶广义积分器–锁频环(second order generalized integrator frequency locked loop,SOGI-FLL)评估频率微分信号的虚拟惯量方法可有效提升电网惯量,但抑制电网电压扰动的能力有限。为此,该文提出4种基于频率微分原理的改进虚拟惯量策略:级联型SOGI-FLL、嵌入型SOGI-FLL、并联型SOGI-FLL和增强并联型SOGI-FLL频率微分策略。然后,分别建立5种策略的小信号模型,并给出详细的参数设计方法。此外,利用Matlab/Simulink软件对比研究5种策略在电网电压存在谐波、直流分量和间谐波扰动下评估频率微分信号的响应特性。仿真和实验结果表明,与SOGI-FLL频率微分策略相比,4种改进策略均能优化ESC的虚拟惯量响应性能。