A Virtual Synchronous Machine to Support Dynamic Frequency Control in a Mini-Grid That Operates in Frequency Droop Mode

This paper addresses the problem of dynamic frequency control in a diesel-based mini-grid. It is shown that a virtual synchronous machine (VSM) can support dynamic frequency control by adding virtual inertia and damping to the system. However, it is found that the typical formulation of damping power does not work properly when the grid forming gen-set operates in droop mode because of the unknown stabilization value of the grid frequency. As a solution to this problem, an estimator for the stabilization frequency that works in conjunction with the damping function of the VSM is proposed. Theoretical and experimental results provide evidence of a satisfactory performance of the proposed VSM with estimator for different values of the gen-set droop factor. The estimated stabilization frequency converges in approximately 2 s and the maximum frequency deviation during the transient is reduced in 34%, on average.

一种共享逆变器的双永磁同步电机传动系统的拓扑及控制

共享逆变器可简化传统轴控模式下的双机传动系统的拓扑结构,降低装置的体积和重量。针对共享逆变器传动系统中单台电机的电压利用率低,导致电机牵引特性恒功区缩短,难以实现大功率输出的问题,研究了一种新型共享逆变器的ZS9-双永磁同步电机传动系统。利用分时控制原理研究了双机的恒转矩-弱磁控制策略,根据七段式空间矢量脉宽调制原理研究了最佳开关序列及Z源直通零矢量的生成、分配方法,采用间接电压法对Z源电压进行控制。通过离线及硬件在环模拟了多种运行工况,实验结果表明:共享逆变器传动系统中的双机可分别独立控制,能满足实际工程应用的需求。

构网型换流器控制技术研究

构网型控制换流器可以通过控制技术为电网提供惯量支撑,稳定电压与频率,提高电力系统稳定性。基于构网型换流器控制的基本原理,对比构网型控制策略与传统跟网型控制策略的区别,分析构网型换流器的主要控制技术,提出未来构网型换流器控制需要解决的关键技术及研究方向。

下垂控制逆变器的虚拟功角稳定机理分析

在大干扰下,电压源型的下垂控制逆变器会出现与传统同步发电机类似的暂态功角失稳,而且逆变器会因电流饱和而退变成一个电流源,进而出现更复杂的同步稳定问题。文中以逆变器单机无穷大系统为例,通过定义逆变器的虚拟功角,分别得出逆变器电流未饱和时的虚拟功角特性和电流饱和下的虚拟功角特性,在此基础上分析了逆变器的虚拟功角同步稳定机理和失稳过程,以及故障切除时间对逆变器虚拟功角暂态稳定性的影响,并将该分析方法扩展到虚拟同步机的暂态稳定分析中。最后,基于MATLAB/Simulink仿真验证了失稳分析方法的合理性。

并网逆变器数字锁相环的数学物理本质分析

锁相环是并网逆变器与电网保持同步的关键环节,其高性能稳定运行是可再生能源接入电网的重要保障。从非线性动力学模型的角度揭示锁相环的数学本质,从虚拟同步电机的角度揭示锁相环的物理本质,采用李雅普诺夫能量函数分析锁相环的稳定条件,并分析电网电压不对称、低频谐波和直流偏置对锁相环的影响机理。此外,以一种基于隐式比例积分控制的锁相环结构为例,研究非线性动力学模型在探索新型锁相环结构中的应用。最后,考虑电网电压的频率阶跃、相位跳变、不平衡跳变、低频谐波跳变等扰动,利用实验结果对比研究锁相环的输出特性,为锁相环的研究提供了一条新的思路和方法。

多通道并联逆变器馈电永磁同步电机系统谐波性能改进及容错控制

研究了多通道并联逆变器馈电永磁同步电机系统的谐波性能改进方法以及逆变器发生故障并开路运行后的容错控制策略。提出了移相混沌空间向量脉宽调制(SVPWM)策略,通过各并联逆变器SVPWM采样时间的交错,消除了开关频率部分倍频处谐波。同时通过无规则变化开关频率,将所有开关频率倍频处谐波能量在频谱上平铺,进一步减小了谐波峰值。本文针对系统中逆变器故障情况,分别提出并比较了"正常通道直接补偿"、"正常通道不对称电流补偿"及"等额电流补偿"三种容错控制策略。论文通过实验对上述谐波性能改进方法及容错控制策略进行了验证。

基于ABB ACS800变频器的纸机交流试验系统设计

介绍了纸机试验控制系统的设计,根据实际工程中的纸机可编程逻辑控制器(PLC)控制系统,S7-300 PLC和直接转矩控制变频器ACS800之间通过Profibus DP协议进行数据通信对4台电机实现同步控制。在对变频调速的基本原理和ACS800变频器的工作原理进行介绍的基础上,对纸机传动系统光纤通信的负荷分配进行了讨论,具有很强的指导性。

基于RS-485总线的印染机械的变频同步改造

采用STC12单片机为控制器核心,MM420变频器为驱动单元驱动异步电机,利用了基于RS-485总线技术和变频调速的多电机同步控制技术,对102-180型三柱轧水烘干机进行现代技术改造,实现多电机的同步控制。实际应用证明,该系统能够很好地满足生产需要和工艺要求。

基于H_(∞)混合灵敏度的并网逆变器谐振控制策略

随着可再生能源及分布式发电相继并入电网,并网的电能质量问题备受关注。并网逆变器作为分布式发电和交流电网之间的连接枢纽,是解决电能质量问题的关键。为了减小逆变器输出电压电流的谐振,提出基于虚拟同步机算法的H_(∞)鲁棒控制策略。首先在系统性能要求的基础上,选取灵敏度加权函数来解决电网参数波动问题,建立并网逆变器系统数学模型及状态空间方程,最后通过求解代数黎卡提方程,得到H_(∞)控制器。在Matlab/Simulink仿真平台上,比较所提控制方法与传统PID控制方法、下垂控制方法,验证了所提控制方法应对电网参数变化、滤波器参数波动具有较强的鲁棒性。

高功率因数无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略

针对无电解电容永磁电机变频系统母线侧采用小容值薄膜电容,导致母线电压产生大幅度波动、系统的输入功率因数难以满足实际应用的问题,提出一种高功率因数的无电解电容永磁电机变频系统逆变器电流控制策略。分析系统输入电流导通角和相位偏移角对输入功率因数的影响,结合输入电流导通角对逆变器电流进行控制,并采用带相位补偿的比例谐振控制器对系统延时进行补偿,其输出作为电机q轴电流给定。利用电网电流的间接微分量前馈补偿到电机q轴电流给定上,以提升逆变器电流控制效果并减少输入电流中的谐波含量。在无电解电容永磁压缩机变频实验平台上进行实验验证,实验结果表明,采用该策略能够显著提高系统的输入功率因数并减少谐波电流。

基于虚拟同步机的新能源并网智能控制研究

随着新能源的大规模并网,电网的稳定性和惯性下降,通过对并网变换器的虚拟同步控制可响应电网变化,为电网提供惯性支持,但现有常规的虚拟同步机控制方法输出指令恒定,无法根据机组工况进行动态调节,参与电网的调节能力有限。本文将模糊控制与虚拟同步机控制相结合,根据电网频率变化及当前机组的发电功率,通过模糊控制器,输出虚拟同步机的参考功率和工作模式(功率设定或下垂控制模式),根据机组运行工况调节虚拟同步机的控制指令,实现对新能源并网的智能控制。仿真结果表明,该方法能够根据各机组的实际运行工况及电网频率变化自动调节虚拟同步机输出,共同参与电网调频调压,维持电网稳定。

一种NPC三电平逆变器驱动PMSM的FCS-MPTC改进策略

针对三电平逆变器驱动永磁同步电机系统的计算量大、中点电压不平衡问题,提出一种中点钳位型三电平逆变器驱动永磁同步电机的有限集模型预测转矩控制改进策略.首先通过电磁转矩与定子磁链的无差拍方法,直接估算单个控制周期内所需电压矢量,避免有限集模型预测转矩控制算法对所有27个基本电压矢量的遍历寻优,然后通过对扇区细分优化矢量的选取,将电压矢量所在扇区的控制集元素数量降低至5个,进而减少系统运算量;最后在目标函数中引入中点电压约束,以实现中点电压平衡控制,同时采用磁链和转矩误差率评估代替传统的误差评估,消除权重系数,降低系统复杂性.仿真结果表明,提出的改进策略能有效降低有限集模型预测转矩控制算法计算量,实现对磁链、电磁转矩和中点电位的协同控制,且动静态性能良好.

变频器在浸渍机生产线的应用

本文主要讲述了浸渍机的工作原理及康沃变频器的应用。

基于改进虚拟同步机的光储逆变器控制策略

随着现今社会对能源需求的日益增加,以光伏为代表的分布式能源在电力系统中的成分也在逐步上升,导致微电网低惯量、欠阻尼等问题的出现。对此,文章提出了一种基于改进虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的光储逆变器控制策略。其首先以光储逆变器控制策略为主体,分析了虚拟同步机并网控制技术,该技术可以补偿微电网中的阻尼和惯性成分;接着,详细讨论了VSG控制技术的暂态特性,以改善VSG控制的功率跟踪性能为出发点,优化了VSG控制的主控制器结构,并提出了各参数的整定依据;最后,进行了仿真和试验。结果表明,改进的广义VSG控制策略可以消除逆变器的输出功率振荡,加速功率跟踪速度,避免储能设备充电和放电状态的反复切换,降低了对储能设备容量的需求,验证了该策略的有效性。