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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

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城市综合交通供电系统的协调控制策略

高电压技术 2017年第6期43卷 2069-2079页

作者：孟明陈世超张立娜卢玉舟李振伟赵树军华北电力大学电气与电子工程学院保定071003 国网邯郸供电公司邯郸056001

电气化轨道交通车辆和电动汽车将是未来城市电网负荷的重要组成部分,其供电系统安全运行的意义重大。根据牵引供电系统和电动汽车充电的特点,同时考虑可再生能源的有效利用,提出了基于直流微电网的城市综合交通供电系统,描述了系统的基... 详细信息

电气化轨道交通车辆和电动汽车将是未来城市电网负荷的重要组成部分,其供电系统安全运行的意义重大。根据牵引供电系统和电动汽车充电的特点,同时考虑可再生能源的有效利用,提出了基于直流微电网的城市综合交通供电系统,描述了系统的基本组成和拓扑结构。为了保证系统各单元的稳定运行,提出了基于DBS和低带宽通信的协调控制策略,将系统运行划分为4种工作模式,并通过电压信号同步预处理环节对各模式间的切换信号进行了优化;同时利用各单元的信息交换能力,提出了基于自适应虚拟阻抗的改进下垂控制,实现了分布式电源间的功率均分。仿真结果表明,该控制策略可以维持直流母线电压的稳定,实现系统的功率平衡,为城市综合交通供电系统的运行提供支撑。

关键词：直流微电网牵引供电系统电动汽车换电站协调控制改进下垂控制功率均分

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直接并联模块化逆变器零序环流抑制

电工技术学报 2015年第20期30卷 100-107页

作者：张明锐宋柏慧林显琦欧阳丽孙华同济大学电子与信息工程学院上海201804 青岛四方车辆研究所青岛266112 上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070

新型FREEDM微网中,采用逆变器直接并联技术可提高固态变压器的并网容量,但受到运算放大器零点漂移、谐波扰动以及信号延迟等因素的影响,该技术存在严重的零序环流问题。在并联逆变器间零序环流的平均模型和同步旋转坐标模型基础上,分析... 详细信息

新型FREEDM微网中,采用逆变器直接并联技术可提高固态变压器的并网容量,但受到运算放大器零点漂移、谐波扰动以及信号延迟等因素的影响,该技术存在严重的零序环流问题。在并联逆变器间零序环流的平均模型和同步旋转坐标模型基础上,分析dq0坐标轴参考信号与输出电压的关系,提出理想机模型对PWM调制波参考信号进行误差反馈调节,实现各逆变器之间互不干扰地进行零序环流抑制,采用顺序控制方案,增加了控制器的调节效率和准确度。在PSCAD/EMTDC环境下仿真结果表明,所采用控制策略对零序环流具有有效的抑制作用,同时提高了功率均分的准确度。

关键词： FREEDM微网直接并联模块化逆变器理想机模型零序环流抑制功率均分

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基于虚拟电容的微网逆变器无功均分控制策略

电力系统自动化 2016年第19期40卷 59-65页

作者：徐海珍张兴刘芳石荣亮毛福斌倪华合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 阳光电源股份有限公司安徽省合肥市230088

在采用下垂控制的多逆变器微网系统中,针对线路阻抗差异所导致逆变器无功功率不均分问题,提出了基于虚拟电容的无功均分控制策略。该控制策略通过算法模拟逆变器输出端的并联电容特性,并根据线路阻抗差异自适应补偿线路阻抗压降,减小基... 详细信息

在采用下垂控制的多逆变器微网系统中,针对线路阻抗差异所导致逆变器无功功率不均分问题,提出了基于虚拟电容的无功均分控制策略。该控制策略通过算法模拟逆变器输出端的并联电容特性,并根据线路阻抗差异自适应补偿线路阻抗压降,减小基频环流,提高系统无功均分能力。所提控制策略无需改变下垂特性,且无需检测公共点电压和线路阻抗参数,简化并改进了微网逆变器的无功均分控制。仿真和实验验证了所提方案的有效性。

关键词：微网(微电网) 逆变器并联系统功率均分虚拟电容下垂控制无功环流

基于下垂控制的逆变器无线并联与环流抑制技术

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电工技术学报 2018年第7期33卷 1450-1460页

作者：陈杰刘名凹陈新钮博文龚春英张雅希南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京211106 不详

分析了逆变器并联系统的功率传输特性及其环流特性,指出在感性连线阻抗条件下,并联单元间线路阻抗差异和输出电压偏差对系统无功功率的均分精度有很大影响。为此,提出一种自适应虚拟阻抗方法,在保证等效连线阻抗主要呈现感性的同时,可... 详细信息

分析了逆变器并联系统的功率传输特性及其环流特性,指出在感性连线阻抗条件下,并联单元间线路阻抗差异和输出电压偏差对系统无功功率的均分精度有很大影响。为此,提出一种自适应虚拟阻抗方法,在保证等效连线阻抗主要呈现感性的同时,可减小等效线路阻抗之间的差异,改善功率分配精度。在此基础上,进一步提出一种改进型下垂控制策略,通过引入交流母线电压反馈,将等效下垂控制曲线设计为非线性函数,可有效协调功率均分精度与输出电压跌落之间的内在矛盾,抑制环流,提升并联系统整体性能。最后,仿真及实验结果验证了理论分析和所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：下垂控制虚拟阻抗功率均分环流

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基于虚拟角急动度并网控制策略

控制与决策 2021年第5期36卷 1268-1272页

作者：杜蘅程启富孙秋野马大中王旭东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

提出一种基于虚拟角急动度的并网控制策略,这种控制策略结合了下垂控制和虚拟同步机控制的优点.虚拟角急动度控制是模拟物理运动中的加速和减速过程,当电网频率或者负载出现瞬时波动时,并网逆变器频率调节按照给定频率加速和减速曲线变... 详细信息

提出一种基于虚拟角急动度的并网控制策略,这种控制策略结合了下垂控制和虚拟同步机控制的优点.虚拟角急动度控制是模拟物理运动中的加速和减速过程,当电网频率或者负载出现瞬时波动时,并网逆变器频率调节按照给定频率加速和减速曲线变化,使得并网控制拥有和虚拟同步机一样的惯性和阻尼特性.对比分析下垂控制、虚拟同步机控制和虚拟角急动度控制的传递函数,说明虚拟角急动度不仅具备惯性环节,并且其动态调节时间是可量化的.通过状态方程的稳定性分析,验证虚拟角急动度拥有良好的稳定性能.仿真实验结果表明,虚拟角急动度控制算法在负荷波动时具有良好的惯性和阻尼特性,能有效抑制微网频率的波动,并确保微网的可靠运行.

关键词：虚拟角急动度虚拟同步电机下垂控制分布式发电系统功率均分

多储能逆变器并联系统在微网孤岛条件下的稳定性分析及其控制策略

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高电压技术 2015年第10期41卷 3266-3273页

作者：徐少华李建林惠东中国电力科学研究院北京100192

多台储能逆变器在微网孤岛条件下并联运行时,需要为整个微网系统提供稳定的电压频率支撑,但逆变器等效输出阻抗和线路阻抗的差异会造成功率分配不均以及环流过大等问题,从而导致整个微网系统的不稳定。为了解决上述问题,可以在传统P-U、... 详细信息

多台储能逆变器在微网孤岛条件下并联运行时,需要为整个微网系统提供稳定的电压频率支撑,但逆变器等效输出阻抗和线路阻抗的差异会造成功率分配不均以及环流过大等问题,从而导致整个微网系统的不稳定。为了解决上述问题,可以在传统P-U、Q-f(调整有功功率来稳定微网电压、调整无功功率来稳定微网频率)下垂控制策略的基础上采用虚拟阻抗技术,通过对虚拟阻抗的设计将所有逆变器的等效输出阻抗设计为阻性,从而实现负荷功率的均分。从多储能逆变器并联系统的拓扑结构入手,分析了储能逆变器并联系统的功率流动特性并建立其输出阻抗模型;对整个系统的控制策略进行详细的介绍,包括引入虚拟阻抗的下垂控制策略以及储能逆变器的双闭环控制策略;根据阻抗稳定性分析法,分析了逆变器滤波参数和控制参数对整个系统稳定性能的影响,基于该工况可以发现当滤波电感L增加到5 m H时,逆变器并联系统趋于不稳定;虚拟阻抗系数kL增大到3时,系统阻抗比乃奎斯特曲线越过拒绝域,同时也会使系统的等效输出阻抗由偏阻容性变成感性,不利于高次谐波的抑制;而虚拟阻抗系数RD增大可以加强功率均分效果且对系统的稳定性影响较小。仿真结果说明,在该工况条件下,通过合理的设计逆变器输出阻抗,可以使多逆变器间的环流最大值由30 A降低到3 A以内,从而保证光储微网在孤岛条件下的稳定运行。

关键词：逆变器并联功率均分阻抗稳定性下垂控制虚拟阻抗光储微网

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基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制

电力系统保护与控制 2022年第12期50卷 11-21页

作者：曾浩赵恩盛周思宇韩杨杨平王丛岭电子科技大学机械与电气工程学院四川成都611731

在直流微电网中,传统下垂控制存在功率均分和母线电压控制不能同时兼顾的矛盾。针对这一问题,研究了带阻性负载直流微网系统,提出基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制策略。该策略包括一次、二次和电流一致性控制。引入输出电容电... 详细信息

在直流微电网中,传统下垂控制存在功率均分和母线电压控制不能同时兼顾的矛盾。针对这一问题,研究了带阻性负载直流微网系统,提出基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制策略。该策略包括一次、二次和电流一致性控制。引入输出电容电压反馈构成一次控制,参考电压补偿和下垂系数修正构成二次控制。各分布式电源间仅相邻变换器交换电流信息,通过电流一致性迭代控制和一次、二次控制结合,在保障输出功率均分的同时,消除了直流母线电压偏差。为验证该策略的控制有效性,对系统进行小信号建模理论分析,分析控制参数变化对系统稳定性的影响,最后进行了仿真验证。理论分析与仿真结果表明,该控制策略在微网结构改变时,也能保证系统稳定,自适应完成直流微网功率均分和母线电压控制目标。

关键词：直流微网电流一致性自适应下垂控制母线电压控制功率均分

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基于同步电压源的微电网分层控制策略设计

电力系统自动化 2013年第23期37卷 20-26页

作者：鲍薇胡学浩李光辉何国庆刘思言中国电力科学研究院北京市100192 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

提出了一种基于同步电压源的不同时间尺度的分层控制策略。在一次控制中,分析了传统同步电压源控制存在的无功功率均分问题,采取增大下垂系数法提高功率均分的精度,这种方法适用于带本地和公共负载的各种拓扑结构的微电网;在二次电压和... 详细信息

提出了一种基于同步电压源的不同时间尺度的分层控制策略。在一次控制中,分析了传统同步电压源控制存在的无功功率均分问题,采取增大下垂系数法提高功率均分的精度,这种方法适用于带本地和公共负载的各种拓扑结构的微电网;在二次电压和频率控制中,详细给出了下垂曲线二次调整量的计算方法,提高了系统的电压和频率质量;此外,在二次控制中,还提出了基于同步电压源的无缝切换和联络线功率控制方法,在微电网并网同期过程中能够维持各微源的功率均分关系,在微电网并网运行时能实现微电网和主网之间的联络线功率控制,并使各微源按比例均分负荷和联络线功率。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提出的控制策略的合理性。

关键词：同步电压源微电网(微网) 分层控制功率均分无缝切换