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建筑工人 1981年第12期 7-7页

作者：田艳军

含类虚拟同步发电机和柔性负荷的直流微电网大信号稳定控制方法

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电工技术学报 2025年第3期40卷 705-716页

作者：王慧赵书强陈旭博孟建辉田艳军高本锋华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003

直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳”工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。... 详细信息

直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳”工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。首先建立直流微电网的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型。然后,借助线性矩阵不等式(LMI)工具构建Lyapunov函数以估计目标稳态点的吸引域。若目标稳态点的最大估计吸引域(LEDA)包含初始稳态点,则系统是渐近稳定的;否则存在失稳的风险。此时,利用灵活可调的虚拟阻尼、虚拟惯量和柔性负荷等资源,让目标稳态点的LEDA直接或者间接包含初始稳态点,从而消除振荡失稳的风险。研究结果表明:基于吸引域理论改进虚拟阻尼和虚拟惯量等控制参数以及工作点运行轨迹,是一种实用且有效保障系统稳定运行的方法。最后,通过硬件在环仿真(HIL)进行了验证。

关键词：直流微电网大信号稳定吸引域估计类虚拟同步发电机柔性负荷

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基于自调节下垂系数的DG逆变器控制

中国电机工程学报 2013年第36期33卷 71-78,11页

作者：孙孝峰王娟田艳军李昕电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学电气工程学院) 河北省秦皇岛市066004

采用传统下垂控制的多个分布式发电单元在孤岛运行时,由于线路阻抗不一致或本地负荷不平衡,会使各分布发电单元输出有功功率不均分,进而产生系统环流。针对此问题,提出一种改进的自适应调节下垂系数控制策略。其策略是以任一台逆变器为... 详细信息

采用传统下垂控制的多个分布式发电单元在孤岛运行时,由于线路阻抗不一致或本地负荷不平衡,会使各分布发电单元输出有功功率不均分,进而产生系统环流。针对此问题,提出一种改进的自适应调节下垂系数控制策略。其策略是以任一台逆变器为基准,对其采用传统下垂控制,将其输出有功功率信息传送到其它逆变器,从而以两台逆变器输出有功功率的差值来自适应地调节自身的P-U下垂系数,最终达到输出有功功率一致,减小系统环流。对该策略分别在线路阻抗不一致情况下带本地负荷和不带本地负荷的逆变器并联系统中进行仿真和实验验证,仿真和实验结果验证了该策略的正确性和可行性。

关键词：多个分布式发电单元线路阻抗本地负荷功率均分

弱电网中增强LCL逆变器稳定性的虚拟阻抗控制

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高电压技术 2019年第6期45卷 1827-1834页

作者：魏石磊田艳军王毅陈波华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室

LCL型逆变器广泛应用于新能源发电并网系统中。在弱电网条件下,并网阻抗与控制参数不匹配是导致系统稳定性下降甚至失稳的主要原因。从削弱不匹配程度的角度出发,基于电流双闭环控制模型,分析了并网阻抗影响系统稳定性的作用机理,提出... 详细信息

LCL型逆变器广泛应用于新能源发电并网系统中。在弱电网条件下,并网阻抗与控制参数不匹配是导致系统稳定性下降甚至失稳的主要原因。从削弱不匹配程度的角度出发,基于电流双闭环控制模型,分析了并网阻抗影响系统稳定性的作用机理,提出了网侧串联虚拟电感的改进方法。先增大网侧等效滤波电感的值,再进行控制参数设计,降低了并网阻抗对系统稳定性的影响程度,从而改善了系统稳定性。采用Bode图及根轨迹法对比分析了常规及改进控制策略,结果表明:同等弱电网条件下,采用改进方法系统稳定性更好。此外改进方法可以允许并网阻抗在更大范围内波动,提高了系统对弱电网的适应能力。最后采用Matlab/Simulink仿真进行了验证。

关键词：逆变器 LCL滤波电流双闭环控制弱电网虚拟电感稳定性

光伏汇集系统经过混合型MMC并网优化启停控制策略

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高电压技术 2020年第1期46卷 178-186页

作者：田艳军魏石磊王毅陈波华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003

针对光伏直流升压汇集并网系统,基于半桥全桥混合型模块化多电平换流器(MMC),分析了系统预充电启动过程及停机过程。启动过程中,不控充电阶段半桥子模块及全桥子模块电压不能同步上升,且直流母线电压过低,分析了其原因并且给出了软启动... 详细信息

针对光伏直流升压汇集并网系统,基于半桥全桥混合型模块化多电平换流器(MMC),分析了系统预充电启动过程及停机过程。启动过程中,不控充电阶段半桥子模块及全桥子模块电压不能同步上升,且直流母线电压过低,分析了其原因并且给出了软启动方案。停机过程中,采用MMC系统的传统分组放电策略,放电初始时刻及放电组别切换时刻会产生较大的冲击电流。提出了停机过程中加入能量分配阶段,可大幅度降低直流母线电压值,从而可降低放电电阻值和耐压等级。放电阶段采用了均衡放电策略,配合能量分配阶段,有效抑制了上述冲击电流。最后,通过MATLAB/Simulink搭建了基于混合型MMC的光伏直流升压汇集系统,验证了系统启停控制策略的有效性。

关键词：光伏直流汇集混合型MMC 优化软启动软停机

基于虚拟微调阻抗微网多DG功率均分控制策略

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太阳能学报 2015年第5期36卷 1162-1170页

作者：孙孝峰陈敬娴田艳军李昕燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室河北066004

提出一种基于微调虚拟阻抗并采用下垂控制实现功率均分的控制方案;低压微电网中传输线阻抗呈阻性,忽略其感性成分,孤岛模式下,根据各分布式发电单元(DG)的线路电阻和输出功率值,自适应计算出微调虚拟电阻,使各DG的微调虚拟电阻与线路电... 详细信息

提出一种基于微调虚拟阻抗并采用下垂控制实现功率均分的控制方案;低压微电网中传输线阻抗呈阻性,忽略其感性成分,孤岛模式下,根据各分布式发电单元(DG)的线路电阻和输出功率值,自适应计算出微调虚拟电阻,使各DG的微调虚拟电阻与线路电阻之和相等,输出的有功功率和无功功率均达到均分效果;该控制策略已由仿真和实验验证其可行性。

关键词：微电网微调虚拟阻抗低压微电网功率均分

DC/AC并网变流器系统功率双向流动下稳定性差异分析与功率补偿控制

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高电压技术 2021年第9期47卷 3303-3314页

作者：田艳军彭飞王毅李赢正华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003

功率控制下并网变流器系统在面临功率双向流动时,若不切换变流器控制策略,则系统稳定性在正向功率与反向功率之间会存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异容易引发系统振荡,不利于系统稳定运行。该文首先分别研究了功率... 详细信息

功率控制下并网变流器系统在面临功率双向流动时,若不切换变流器控制策略,则系统稳定性在正向功率与反向功率之间会存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异容易引发系统振荡,不利于系统稳定运行。该文首先分别研究了功率传输方向和大小2个因素对采用传统功率控制和电流控制的并网系统稳定性的影响。研究表明,功率控制下功率反向流动时,变流器输入阻抗具有负阻抗特性,随着传输功率的增加,并网系统稳定性下降甚至失稳;电流控制相较于功率控制存在一定的优越性,但仍存在因阻抗呈容性而造成系统阻尼较小的问题。针对采用上述2种传统控制时并网系统存在的稳定性问题,提出了一种功率方向变化时无需切换的功率补偿控制策略,将提取得到的交流电压扰动分量通过补偿控制器后对有功功率进行修正,使得变流器交流侧阻抗在功率双向流动下均呈正阻抗特性,从而增强系统的阻尼。研究表明,所提控制策略能扩大系统的稳定裕度,提升系统的稳定性和功率传输能力,同时兼顾动态特性。最后通过仿真和实验验证了理论分析和所提出控制策略的有效性。

关键词：并网变流器小信号建模阻抗稳定性判据功率控制电流控制补偿控制

背靠背变流器调节器参数及传输功率变化对阻抗稳定特性的影响及其改进控制策略

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高电压技术 2019年第9期45卷 2866-2875页

作者：姜玉霞田艳军李永刚华北电力大学分布式储能与微网河北省重点实验室

两个变流器串联构成级联系统,其稳定性不仅取决于单个变流器的稳定性,还受两者级联间的最小环路比影响。针对三相背靠背变流器级联系统,以电压电流双闭环控制、恒功率控制分别作为整流器及逆变器的控制方式,对直流端整流器输出阻抗、逆... 详细信息

两个变流器串联构成级联系统,其稳定性不仅取决于单个变流器的稳定性,还受两者级联间的最小环路比影响。针对三相背靠背变流器级联系统,以电压电流双闭环控制、恒功率控制分别作为整流器及逆变器的控制方式,对直流端整流器输出阻抗、逆变器输入阻抗分别建立数学模型,通过伯特图分析各个环节PI参数及输出功率对输入输出阻抗的影响,继而借助奈奎斯特曲线研究对级联系统稳定性造成的扰动。同时,针对参数变化对级联系统直流端阻抗的影响,在逆变端加入前馈电压,有效改善了逆变器输入阻抗特性,从而系统稳定性得到改善。

关键词：背靠背变流器 PI参数最小环路比阻抗匹配系统稳定

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多DG并网系统基波阻抗辨识研究

太阳能学报 2015年第9期36卷 2130-2137页

作者：王宝诚王娟田艳军孙孝峰燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室秦皇岛066004

提出一种并网逆变器基波线路阻抗的精确检测策略,该方法不但考虑到各分布式发电单元(distributedgeneration,DG)到公共耦合点(point of common coupling,PCC)的线路阻抗,还可分析PCC到主电网的线路阻抗和电网阻抗(电网等效阻抗)。该方... 详细信息

提出一种并网逆变器基波线路阻抗的精确检测策略,该方法不但考虑到各分布式发电单元(distributedgeneration,DG)到公共耦合点(point of common coupling,PCC)的线路阻抗,还可分析PCC到主电网的线路阻抗和电网阻抗(电网等效阻抗)。该方法在虚拟单机等效模型的基础上,结合并网逆变器的下垂控制,通过给参考电压施加扰动,检测出系统中电压和电流变化量,通过分析线路阻抗和电网等效阻抗相关的电压回路方程获取阻抗参数。仿真和实验验证该策略的正确性和可行性。

关键词：并网逆变器电网等效阻抗基波线路阻抗检测下垂控制

有功功率载荷波动对分布式发电并网逆变器稳定影响分析及其改进控制策略

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电网技术 2020年第2期44卷 646-654页

作者：姜玉霞田艳军李永刚新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

针对功率变化引起的逆变器并网稳定性波动问题,基于阻抗稳定性判据,以三相LCL型并网逆变器为例,考虑锁相环在系统中的影响,建立电流环控制的并网逆变器交流侧输出阻抗小信号模型,分析功率变化与系统稳定的交互影响。研究系统传输功率增... 详细信息

针对功率变化引起的逆变器并网稳定性波动问题,基于阻抗稳定性判据,以三相LCL型并网逆变器为例,考虑锁相环在系统中的影响,建立电流环控制的并网逆变器交流侧输出阻抗小信号模型,分析功率变化与系统稳定的交互影响。研究系统传输功率增大会导致系统稳定性变差的现象,提出引入直流端电流补偿控制策略,该方案提高了并网逆变器交流侧输出阻抗在低频段增益,增大了系统稳定裕度,有效地处理了功率因素导致的系统稳定性波动问题。同时,在响应速度方面,无论是稳态还是暂态,加入直流电流补偿后的变流器并网系统调节时间更短,响应更为迅速,调节时间只有原系统的30%左右。最后,搭建三相LCL型逆变器并网仿真系统,通过仿真验证了文中理论分析的正确性。

关键词：逆变器并网阻抗稳定功率影响补偿控制