计及直流链路动态耦合效应的双馈风电机组谐波阻抗模型

双馈风电机组的大量并网会给电网带来谐波谐振等电能质量问题,研究此类问题的关键在于建立准确有效的风机谐波模型。传统的双馈风电机组谐波阻抗模型的建立通常基于理想的直流链路电压,然而在风机实际运行中,变流器交直流侧交互作用会导致直流链路电压出现动态耦合谐波成分,且两侧变流器谐波可通过直流链路双向传递,进而产生耦合,即存在直流链路动态耦合效应,从而影响风机谐波阻抗模型的准确性。为此,提出一种计及直流链路电压动态的谐波建模方法,将直流链路的谐波影响以及由此带来的变流器之间的谐波耦合进行解析,得到了计及耦合特性的背靠背变流器谐波阻抗模型,并与感应电机的阻抗模型整合,进而建立了双馈风电机组的谐波阻抗模型,同时还揭示了直流链路动态效应对双馈风机谐波阻抗的影响机理。最后,通过时域仿真以及实验平台有效验证了所建立谐波阻抗模型的准确性及理论分析的正确性。

直流侧低频电流纹波优化单相全桥逆变器设计

为了优化单相全桥逆变器的直流链路上的电流纹波,设计了一种增强型的单相全桥逆变器及其控制策略,可有效降低直流链路电流纹波,并同时在交流输出端提供了优质的正弦电能。加强型全桥逆变器增设了一对额外的开关,通过设计互补控制方案,可防止双倍频纹波电流流入逆变器的输入端,直流输入侧仅需提供输出功率的直流分量。最后,试验结果验证了所设计的增强型单相全桥逆变器的效果。

大容量直驱风电机组级联直流组网系统设计

传统交流组网风电场系统存在多次电能转换、成本高的问题。针对这个问题,设计了一种大容量直驱风电机组级联直流组网海上风电场系统,其直接将每台机组的直流输出级联形成高压直流进行传输,而无需额外的海上升压站平台。风电机组采用了永磁直驱风力发电机及其变流器,其中变流器包括了AC/DC单元和DC/DC单元,并设计了控制策略,即通过DC/DC单元的占空比调节来实现电流的持续输出和最大功率跟踪。陆基逆变电站采用晶闸管型逆变器,设计了工作模式和控制策略,其主要功能是实现高压直流链路的电压电流调节。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了容量为150 MW的风电场系统进行了仿真计算,计算结果验证了该系统具有较高的鲁棒性和对风速变化的适应性,同时每个机组都能独立的实现最大风能捕获。

基于直流电容惯性控制的PMSG系统

提出了由直流环节电容实现风力机虚拟惯性支撑的控制方案。该方案最大限度地利用了直流链路电容中存储的能量,减少了由于偏离最大功率点曲线而造成的风电浪费。在Matlab/Simulink进行仿真分析,验证了模型的正确性及发电系统的稳定性与可靠性。

基于分离拓扑结构的直流电压平衡控制策略

针对严重不平衡条件导致的级联H桥电力电子变压器(PET)中高压侧和低压侧直流电压不平衡问题,提出了一种基于分离拓扑结构的级联H桥PET独立直流电压平衡控制。该策略通过调节流经隔离级和输出级有功功率来分别平衡高压直流链路和低压直流链路。首先,详细讨论了不同PET调整策略的最大调整有功功率,并与所提策略进行电压平衡能力对比。然后详细描述了所提策略的控制框图,最后通过实验对在严重不平衡条件下各策略的电压平衡能力进行比较。实验验证了所提策略的有效性,结果表明:该策略具备最大调整有功功率以及在严重不平衡条件下优良的电压平衡能力,此外所提策略具备通用性。

新能源汽车高压直流总线系统设计挑战

在EV/HEV车辆应用中,高压直流总线系统由多个功率转换器单元共享,为了保证系统的稳定性,高压总线系统需要对高压组件、控制算法及滤波元器件选型等方面权衡设计。

微电网中新能源并网换流器暂态稳定性评估方法研究

本文研究了微电网中新能源并网换流器的暂态稳定性评估方法,针对不同工况下系统的暂态响应行为进行了仿真与分析,通过构建仿真模型分析直流链路电容的动态特性及其对系统稳定性的影响。仿真结果表明,直流链路电压的波动受多个因素影响,如振荡频率、负载变化以及控制策略。在临界稳定状态下,电容有效调节了电压波动,系统表现出较强的暂态响应能力;而在不稳定状态下,系统存在显著的电压振荡和频率叠加效应,影响系统的暂态恢复能力。本研究为优化新能源并网系统的控制策略提供了理论依据和仿真验证。

硬—和软—开关逆变器励磁下的感应电动机的轴承电流和轴电压

对在硬-以及软-开关逆变器励磁下的感应电动机进行了轴承电流和轴电压的测量。其目的是为了调研软-开关技术是否能提供降低轴承电流和轴电压的办法。对谐振直流链路逆变器和准谐直流链路逆变器这两种主要的软-开关逆变器进行了测试，测试结果与使用常规的硬-开关逆变器所得到的结果进行了比较。为了保证得到软-和硬-开关逆变器之间的客观比较，在收集试验数据的时候，所有的逆变器都具有相同的配置，并且在相同的运行条件下，驱动相同的感应电动机，为有助于对在逆变器传动装置中产生的轴承电流和轴电压的机理的理解，还提供了对实验结果具有深刻见解的解释，对轴承电流理论和实验结果之间的一致性进行了论证，然后，作出了关于软-开关技术作为解决轴承电流和轴电压问题办法的有效性的结论。