光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势

限制光伏发电系统并入大电网时直流电流的含量是光伏并网的重要需求。国内外相关标准对光伏并网电流中直流分量的大小有所规定。随着非隔离型光伏并网逆变系统的推广,目前直流注入问题日益受到重视。结合相关文献介绍了直流注入产生的原因及所带来的不利影响,从解决直流注入问题的原理出发,将目前已提出的解决方法归纳为三类:采用可抑制直流注入的逆变器、检测补偿法以及电容隔直法。通过理论分析对各类方法的原理进行了介绍,说明了各自存在的优点和不足,通过相互比较进一步总结了各类方法的特点。最后,对光伏并网系统中直流注入问题解决方法的发展前景作了展望。

无变压器非隔离型光伏并网逆变器直流注入控制技术

直流注入是光伏并网发电系统中的一个重要问题。IEEEStd.929-2000规定直流注入必须小于系统额定电流的0.5%。然而,目前关于直流注入问题的相关研究较少。借鉴电容隔离直流的特性,从控制理论角度出发,提出一种基于虚拟电容的并网逆变器直流注入控制策略,通过并网电流前馈至占空比实现虚拟电容,有效地消除了并网电流中可能存在的直流分量。分析此方案的工作原理,设计电流控制和锁相算法,并采用Matlab/Simulink进行仿真研究。在500W实验样机上进行方案可行性分析,实验结果验证了此方案的有效性。

基于PR与PI联合控制策略的光伏并网系统直流注入抑制技术

介绍了目前几种典型的直流注入抑制方法,分析了它们在采用LCL型滤波器光伏并网系统中的适用性。利用PR控制器可无静差地跟踪交流参考量、PI控制器可无静差地跟踪直流参考量的特性,提出一种基于比例谐振(PR)与比例积分(PI)联合控制的并网逆变器直流注入控制策略,以消除并网电流中的直流分量。采用MATLAB/Simulink进行仿真研究,结果表明,与PR控制器相比,PR与PI联合控制方法可以有效抑制光伏并网系统注入电网的直流分量。

基于双端直流注入切换采样原理的发电机转子接地保护

为提高发电机转子接地保护的可靠性,降低保护装置成本,提出了一种基于双端直流注入切换采样原理的改进转子接地保护方案。该方案在计算转子接地电阻时取消了转子电压保持不变的假定条件。利用转子直流漏电流等电气量信息进行转子接地保护回路异常的判别,并针对转子回路过电压问题给出了几种工程解决方案。试验结果表明,基于双端直流注入切换采样原理的改进转子接地保护可靠性高、动态测量性能好。

基于改进重复控制的光伏并网逆变器直流注入抑制策略

光伏并网逆变器的直流注入问题会给逆变器本身、电网以及负载造成严重的危害,为此,本文利用重复控制有助于提高补偿精度的特性,提出了一种基于改进重复控制的光伏并网逆变器直流注入抑制策略,能够根据不同保护需求进行补偿策略选择。由于传统重复控制存在动态响应特性差的问题,且光伏并网逆变器输出中的直流分量不是一个恒定不变的常量,因此,本策略以载波周期作为重复控制的补偿周期并对输出直流分量进行计算,将计算结果作为反馈与PI控制一起调整SPWM占空比,实现对光伏并网逆变器直流注入的抑制,大大提高了直流分量补偿的精度和动态响应特性。本文以半波负载为例进行实验,表明了本策略的可行性和有效性,实验以DSC芯片TMS320F28XXX为控制核心。

三相光伏并网逆变器直流注入抑制策略

与单相系统不同,三相光伏系统中任意一相直流注入将会引发其他相电流中出现直流分量。为了解决该问题,探讨了基于虚拟电容的同步旋转坐标系控制方案,并进行了理论分析。在此基础上,提出一种基于虚拟电容解耦的同步旋转坐标系控制方案,实现了直流注入的有效抑制。为进一步简化控制结构,提出一种坐标系控制方案,不仅便于工程实现,还可有效抑制直流注入。最后通过仿真和实验验证了所提方案的有效性。

单相光伏并网逆变器直流注入测量实验研究

直流注入是光伏系统并网运行时存在的问题之一。直流注入测量不仅可用于检测光伏逆变器并网电流是否满足IEEE Std,929-2000,还可通过适当控制,将检测到的直流量以大小相等、方向相反的形式叠加到并网电流中,消除并网电流中可能存在的直流分量。设计了一种基于定积分的直流注入数字化测量方案,分析了该方法的基本原理,研究了其数字化实现方法,并进行了基于DSPTMS320F2812平台的实验研究。实验结果表明,该方法可实现快速准确的直流注入测量。

单相光伏并网逆变器直流注入问题的成因和抑制

随着非隔离型光伏并网逆变器的广泛应用,直流注入问题也日益受到重视,IEEE Std 929-2000规定直流注入必须小于系统额定电流的0.5%。将直流注入产生的原因分为两种类型:测量器件输入失调导致的平移型直流注入和测量器件的非线性造成的非线性直流注入,并分别提出了应对方法。针对平移型的直流注入问题,提出了通过一个直流分量积分补偿环节来抑制逆变器控制算法中偏移型直流分量,该直流抑制算法无需增加外围硬件电路,且只占用很少的控制芯片资源。针对非线性直流注入问题,做出了定量分析,为测量元器件非线性度指标的选择提供了的参考价值。最后将上述直流抑制算法应用于无差拍并网控制中,并在Matlab/Simulink进行了仿真分析,结果验证了理论分析和算法的正确性。

非隔离型光伏并网逆变器直流注入抑制方法

直流注入是实现非隔离型光伏并网逆变器友好并网必须解决的关键问题之一。针对三相逆变器,借助准谐振控制器谐波补偿特性,提出准谐振控制和预测控制相结合的直流注入抑制方法。该方案可以有效降低并网电流中的直流分量。在5 k W实验样机上进行实验验证,结果证实了该方案的有效性。

基于直流注入法的新型小电流接地故障隔离和定位解决方案研究

10k V配电网小电流接地系统馈电线路单相接地故障隔离和定位解决方案,是近30年来国内外行业专家研究的重点,特别是消弧线圈接地系统单相接地故障隔离和定位解决方案一直是国内外研究的焦点。本文结合国内10k V配电网建设的特色要求,提出了一种基于直流注入法的新型小电流接地故障隔离和定位的解决方案,方案研究结果表明该方案能够自动隔离和定位故障点,能够可靠解决10k V全馈电线路小电流接地故障隔离和定位问题,能够提高配电网接地故障处理的可靠性、快速自愈性,也能够满足我国配电网建设的实用化要求。

单相光伏并网逆变器直流注入抑制策略

直流注入抑制是无变压器非隔离型光伏并网发电系统的技术挑战之一。IEEE Std.929-2000规定直流注入必须小于系统额定电流的0.5%.针对这一问题,从控制理论和拓扑结构角度出发,分别提出了基于电网电压前馈的检测反馈控制策略和新型拓扑结构的虚拟电容控制方法,给出了两种控制策略的控制框图。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了系统仿真平台,分别对未加入直流注入抑制策略以及本文提出的两种控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明提出的两种控制策略能够有效抑制直流分量注入,与电网电压前馈的检测反馈控制策略相比,采用新型拓扑结构的虚拟电容控制时具有输出电流THD低,电能质量好的优势,仿真结果验证了研究控制算法的有效性和可行性。

基于直流注入的三相感应电动机等效负载热试验研究

基于直流注入的等效负载试验是确定三相感应电动机温升的一种间接方法,具有无需在电机轴端耦合机械负载、能耗低等优势。根据这一原理设计了一套具有交、直流供电回路的24工位热试验装置。装置在供给电机交流电的同时,注入连续且电流可调的直流电流,增加在电机绕组上的电流有效值,实现等效负载,从而完成电机的热试验。试验表明:直流注入等效负载法标准偏差稍大于直接负载法试验标准偏差,不确定度在可接受范围内。该装置可用于电机加速热老化试验,分析其绝缘性能,获得电机的预期寿命。

一种基于直流注入法的低压电网零性线断线检测方法

低压电网中零性线断线可造成用户电器烧坏,甚至引发火灾,因此有效检测低压电网中性线断线尤为重要。文章首先介绍现有几种检测技术,并分析各技术方案的不足;进一步在低压PT法的基础上引入直流注入法并详细阐述其实现原理;最后,通过实际运行数据验证了直流注入法的有效性。

基于改进重复控制的光伏并网逆变器直流注入抑制策略

近几年来,随着我国光伏产业发展脚步的不断加快,相关部门对于光伏并网逆变器中所涉及到的直流注入问题也给予了高度关注。但就我国目前对于该方面的研究现状来看,所涉及的内容却相对较少。本文介绍了一种基于改进重复控制的光伏并网逆变器直流注入抑制策略,以此来为今后光伏产业的可持续发展提供一定的参考依据。

考虑等效电磁损耗电阻偏移的永磁同步电机直流信号注入在线参数辨识方法

在实际运行过程中,永磁同步电机的电气参数将受到温度、磁饱和等诸多物理因素的影响而发生偏移,进而影响到效率最优控制、电流解耦控制等优化算法的运行效果。因此,为实现高性能电机控制,永磁同步电机的多电气参数在线辨识显得尤为重要。然而,现有参数辨识方法并未考虑铁磁损耗的影响,更未关注铁磁损耗随电流的偏移情况,所以在辨识精度上仍存在提升空间。对此,该文综合考虑铁磁损耗、铜损,将其集总为电磁损耗,并基于串联电磁损耗电阻模型,提出一种考虑等效电磁损耗电阻偏移的永磁同步电机直流信号注入在线参数辨识方法。该方法首先提出等效电磁损耗电阻随电流偏移的电机模型;其次由此设计同时考虑磁饱和、等效电磁损耗电阻偏移的直流信号注入在线参数辨识方法;由于待求解方程组较多,采用最小方均算法进行参数求解;最后通过实验测试所提方法的准确性,测试结果表明,与正弦信号注入法、传统直流信号注入法相比,所提方法的参数精度有所提升。

10kV配电网单相接地故障交直流信号注入综合定位法

针对10kV配电网单相接地故障,提出一种基于接地电阻和网络拓扑的交直流信号注入综合定位方法。该方法首先通过交流注入法估算接地电阻,对不同的接地电阻采用不同的信号注入方式和检测方式;然后结合网络拓扑和二分法原理,应用直流注入法确定宏观故障区域并进行故障点检测。综合定位方法可以有效处理接地电阻小于20kΩ的各种单相接地故障,且不受网络结构、分布电容、线路参数和接地电阻的影响。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。

基于高频开关电源的反向注入式直流平衡装置的研究及应用

为了有效抑制变压器中性点电流导致的直流偏磁现象,提出了一种新型电流抑制装置,并从结构、工作原理和参数设计方面详细介绍了该装置的运作特性。该装置根据反向注入法的基本原理,采用了高频开关电源作为注入电流源,可显著提高装置对中性点电流的响应速度,从而减小带来的损失。为防止装置发生过补偿现象,利用PLC模块作为监测控制系统,根据监测的直流电流情况,通过控制逻辑自动调节电源输出的电流,保持中性点电流小于预设的定值,达到抑制直流偏磁的目的。模拟试验和现场试运行的结果表明,装置可以很好地平衡变压器中性点直流电流,保证流入变压器的直流电流在预设范围内,无误动,可靠性能满足实际工程需要。

长轴零件直流等离子体离子注入轨迹数值仿真研究

直流等离子体离子注入是一种新的离子注入手段。本文基于particle-in-cell模型使用MATLAB软件对长轴零件直流等离子体离子注入进行数值仿真研究,主要考察工件到等离子体边界栅网距离、工件半径、工件电势以及离子种类对于离子注入范围和角度的影响。结果表明,工件到栅网的距离对注入结果的影响较大,距离增加导致离子注入相对范围缩小,注入倾斜角度减小。工件尺寸也会影响注入结果,当工件半径较小时,离子注入相对范围较大,注入角度波动也较大;也讨论了离子种类、工件电压不会对离子运动轨迹、注入位置和注入角度造成影响。

电流注入式直流断路器的仿真与试验研究

为了解决常规电流注入式直流断路器额定开断电流冲击与小电流开断时间长问题,在其两端并联IGCT支路实现额定电流开断,并通过强迫换流实现短路电流开断。针对60 kA短路开断过程中出现的快速真空开关二次过零现象,分析了快速真空开关燃弧电流的过零速率与过零时刻开距对过零截止的影响,在此基础上提出了改进措施,并通过仿真及试验验证了措施的有效性及实际应用的可行性。

基于虚拟直流信号注入的内置式永磁同步电动机MTPA控制方法

为了进一步提高内置式永磁同步电动机(IPMSM)的MTPA控制效果,针对现有基于虚拟正弦信号注入的MTPA控制方法存在的不足,综合考虑IPMSM磁路饱和及交叉耦合效应的影响,提出了改进的基于虚拟直流信号注入的MTPA控制方法,避免使用滤波器,能够获得快速的MTPA轨迹跟踪性能。重点分析了q轴静态电感受IPMSM磁路饱和及交叉耦合效应影响导致的误差,在无需已知IPMSM本体参数的情况下,可以对其进行补偿,进一步提高了MTPA控制精度,通过仿真分析验证了该方法的可行性和有效性。