不平衡电压下利用降阶谐振控制器的新型VSG控制策略

针对虚拟同步发电机(VSG)在电网电压不平衡条件下逆变器输出电流存在严重畸变和有功、无功功率存在振荡等问题,利用比例积分降阶谐振(PI-ROR)控制器对传统不平衡电压下VSG控制策略进行改进。PI-ROR控制器不需进行电流、电压正负序分离计算就可实现对负序分量的无差控制,因而可将正序、负序电流放到同一dq轴上进行统一控制,与传统的正负序分别控制相比,不仅降低了电流环控制结构的复杂程度还避免了大量正负分离计算带来的控制延时。通过仿真证明PI-ROR控制器与恒有功、恒无功及电流平衡3种控制目标结合,可改善VSG在不平衡电压条件下的稳态、暂态性能。

基于降阶谐振控制器的三相逆变器电压控制研究

针对三相逆变器输出侧接非线性负载时输出电压的质量易受谐波影响的问题,选用基于降阶谐振控制器(RRSC)的电压控制方法。与谐振控制器相比,RRSC能够进行正负序的分离,然后分别处理,并且计算量小,运算效率高。为了在此基础上再次降低输出电压谐波含量,进一步改进了RRSC,并将其用于三相逆变器电压控制。最后,对所提控制方法进行了仿真验证,并与降阶谐振控制方法进行了详细分析对比。仿真结果证明了所提控制方法的有效性。

基于降阶谐振控制器的三相逆变器电压控制研究

在电力行业中,电压型三相逆变器是电力系统能够正常稳定运行的重要设备,对能源转换的可靠性与有效性具有极其重要的作用,因此,三相逆变器电压控制技术受到世界各国专业学者的关注与研究。三相逆变器的输出端搭载非线性负载时容易受到谐波因素干扰,进而影响到输出电压的质量,而在三相逆变器中搭载降阶谐振控制装置能够有效解决这一问题。基于此,本文对降阶谐振控制器与三相逆变器的原理进行简单分析,利用仿真模拟试验的方法验证降阶谐振控制器在电力系统中的实际作用,以此研究基于降阶谐振控制器的三相逆变器电压控制。

不平衡电网电压下双馈感应发电机系统串联和并联网侧变换器协调控制策略

不平衡电网电压条件下,双馈感应发电机定、转子电流会出现不平衡现象,影响机组安全稳定运行,且系统输出功率产生2倍频波动。为显著提高双馈风力发电系统的运行性能和输出品质,首先通过分析双馈风力发电系统采用串联网侧变换器的运行机理,提出以维持定子三相电压平衡为目标的串联网侧变换器控制策略,并保证风机定、转子三相电流平衡;在此基础上,通过分析并联网侧变换器在电网电压不平衡条件下的数学模型,推导并建立并联网侧变换器在不平衡电网电压条件下2倍频功率的控制方程;计及串联网侧变换器产生的功率2倍频分量,提出基于降阶谐振功率补偿器的并联网侧变换器控制策略,达到同时抑制系统输出有功、无功功率2倍频波动的目的。最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建双馈风力发电系统仿真模型,验证所提策略的正确性和有效性。

电网电压不平衡下MMC-HVDC协调控制策略

针对高压直流输电下的电网电压不平衡问题,传统控制策略采用分开抑制负序电流和功率波动,增加了控制的难度,降低了电网稳定性。针对电网电压不平衡问题,文中首先引入功率调节因子,实现电流与功率的协调控制。进一步将比例降阶矢量谐振控制器(PI-ROVRC)作为电流内环控制,比例-积分控制器对电网电流的直流分量实现无静差控制,ROVRC对电网电流中的交流分量进行无差跟踪控制,从而提高MMC交流侧的电流质量。对电网电压不平衡时交流侧的过流问题进一步探讨,采用修正有功功率指令值的方法,将故障时的电流幅值限制在指定范围内,从而提高系统的动态性与可靠性。最后通过PSCAD/EMTDC仿真平台进行仿真验证,结果表明所提控制策略与仿真相符,证明了所提方案可行性和有效性。

基于离网型逆变器的输出阻抗重塑方法研究

当微电网运行在离网模式下,接入非线性负载时,负载电流中含有大量谐波,导致微电网中逆变器输出电压谐波含量增大,输出电压波形畸变且幅值降低。为此,基于离网型逆变器的阻抗模型,从逆变器输出阻抗的角度出发,分析输出电压畸变以及电压跌落的原因,通过模型降阶,得到静止坐标系下的比例降阶多谐振(proportion and reduced-order multi-resonant,PROMR)控制器。该控制器无需进行坐标变换,计算量小,可以对各次谐波进行抑制。同时,采用负载电流低通正交前馈(load current low-pass quadrature feedforward,LCLPQF)控制策略,进一步抑制输出电压的跌落。仿真和实验结果表明,“PROMR控制器+LCLPQF策略”的阻抗重塑方法可以有效改善输出电压波形,抑制输出电压跌落。