直流电压时间尺度下光伏并网控制系统稳定性分析

随着光伏发电并网规模的扩大,由其换流器控制系统动态特性引起的小干扰稳定性问题愈加突出。而单台光伏发电单元容量较小,故并网光伏发电系统中往往包含大量光伏发电单元,系统模型阶数较高,极大地增加了稳定性分析的复杂程度。因此,为提出一种较为简单有效的稳定性判别方法,文中首先通过时间尺度分解建立并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定分析降阶模型;随后,在该模型的基础上,由劳斯-赫尔维茨判据推导得到系统的小干扰稳定判据,并结合判据分析直流电压时间尺度下影响系统小干扰稳定性的关键因素,辨识出3个影响稳定性的不利因素:重负荷、弱连接、不恰当的控制参数设置;最后,通过仿真算例验证该稳定性判据的正确性和有效性。结果表明:所得出的稳定性判据能有效评估并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定性,并且不需要建立复杂高阶的系统模型,极大地简化了计算和分析过程。

直流电压动态时间尺度下大规模直驱风电场振荡稳定性及参数稳定域分析

针对永磁直驱风机(direct drive permanent magnet synchronousgenerator,PMSG)构成的大规模风电场在直流电压时间尺度下可能出现的小干扰振荡失稳问题,构建考虑永磁风机网侧换流器直流电压外环控制及锁相环控制的动态等值降阶传递函数框图模型,讨论了风机有功出力、控制参数的差异性对单机等值模型建立的影响,并基于劳斯–赫尔维茨判据分别分析了场内风机参数基本一致、参数相差较大时风电场的振荡稳定特性及参数取值稳定域,从机理角度解释了直驱风机直流电压控制外环参数、锁相环参数、风机输出功率及风电场外送线路电抗之间的相互制约关系。最后,通过一个包含60台PMSG的并网风电场算例验证该文理论推导的正确性,并基于参数稳定域讨论了直流电压时间尺度下风电场运行参数及风机控制参数对并网风电场振荡稳定性的影响。

基于电压外环和功率内环的电压型PWM整流器的设计

描述了三相电压型PWM整流器在d-q两相同步旋转坐标系下的直接功率控制的数学模型,采用功率前馈解耦控制,解决了有功功率和无功功率耦合的问题。提出了基于直流电压外环、功率内环的双闭环PWM整流器控制策略,提高了整流器直流电压跟踪能力。给出了系统控制器的设计方法。通过MATLAB仿真证明了该控制策略的可行性。

NPC光伏并网逆变器共模电流抑制方法研究

针对中性点钳位(NPC)的非隔离型三相光伏并网逆变器采用传统空间矢量调制(SVPWM)方式时必然产生高频共模电流的问题,提出了两种基于传统三电平SVPWM调制方式的改进方法。在不改变任何硬件拓扑结构的情况下,通过对开关序列和冗余矢量的合理选取及排序,使系统共模电压稳定在V_(PQ)/2,同时引入直流电压外环及有功、无功电流内环协调控制,从而实现系统共模电流的抑制。与传统的三电平正弦调制(SPWM)方式和SVPWM调制方法相比,所提方法具有输出共模电压稳定,共模电流小,同时入网电流谐波含量低的优点。理论分析和仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

PWM整流器直接功率控制系统的设计

采用直流电压外环、功率控制内环结构,设计了基于(αβ)坐标系下的PWM整流器直接功率控制器,根据交流源电压及瞬时功率在预存的开关表中选择整流器输入电压的控制开关量,实现有功功率和无功功率的合理调节。基于Matlab/Simulink环境下的仿真模型,系统仿真分析表明,该三相PWM整流DPC系统获得了高功率因数和满意的系统性能指标。