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基于虚拟阻抗相角补偿的并联逆变器谐振抑制方法

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电网技术 2018年第12期42卷 4069-4075页

作者：黎立丰郑天文郭岩陈来军梅生伟电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 青海省清洁能源高效利用重点实验室青海大学启迪新能源学院青海省西宁市810016

逆变器是新能源发电系统中的重要接口装置。虚拟阻抗控制是并联逆变器谐振抑制主要方法。针对控制延时导致虚拟阻抗策略失效的问题,首先建立了考虑控制延时的并联逆变器等效电路和传递函数模型。在此基础上,定量分析了控制延时对传统虚... 详细信息

逆变器是新能源发电系统中的重要接口装置。虚拟阻抗控制是并联逆变器谐振抑制主要方法。针对控制延时导致虚拟阻抗策略失效的问题,首先建立了考虑控制延时的并联逆变器等效电路和传递函数模型。在此基础上,定量分析了控制延时对传统虚拟阻抗相角特性的影响,揭示了虚拟阻抗在高频段呈现负阻尼而导致谐振抑制策略失效的机理。提出了基于虚拟阻抗相角补偿的并联逆变器谐振抑制方法,通过恢复虚拟阻抗在谐振频率附近的正阻尼特性,实现了并联逆变器系统的谐振抑制。进一步,采用根轨迹方法得到了保障系统稳定性的虚拟阻抗取值范围。最后,利用Matlab/Simulink软件分别对不同虚拟阻抗、电网电压暂降以及参考电流变化等多种工况进行了仿真,验证了所提控制方法的正确性和有效性。

关键词：并联逆变器控制延时虚拟阻抗相角补偿谐振抑制

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虚拟阻抗的无电压传感器并网逆变器控制

重庆大学学报 2022年第11期45卷 80-90页

作者：艾永乐潘智航杜明珠李港星河南理工大学电工电子实验中心河南焦作454150 河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454150

接口阻抗可以滤除谐波,但接口阻抗和电压传感器会增加系统的体积、功率损耗以及复杂性。针对上述问题,提出了基于虚拟阻抗的无电压传感器控制方案,来实现逆变器并网。文章对逆变器系统模型和虚拟阻抗的实现原理进行了阐述,提出了一种基... 详细信息

接口阻抗可以滤除谐波,但接口阻抗和电压传感器会增加系统的体积、功率损耗以及复杂性。针对上述问题,提出了基于虚拟阻抗的无电压传感器控制方案,来实现逆变器并网。文章对逆变器系统模型和虚拟阻抗的实现原理进行了阐述,提出了一种基于虚拟阻抗的控制方法,以实现无接口阻抗和无交流电压传感器控制,在启动时使用电流传感器同步,为了降低系统的复杂性,只使用虚拟电阻进行自同步的方法。通过将Matlab/simulink仿真和实验对结果进行了对比,验证了这些方法的稳定性和动态特性。

关键词：并网逆变器无电压传感器虚拟阻抗

构网型下垂控制中虚拟阻抗的作用、改进及研究前景分析

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电网技术 2024年第6期48卷 2237-2250,I0001,I0002页

作者：范宸珲秦晓辉齐磊丁保迪刘宏志孟政吉新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北省石家庄市050021 河北省能源互联网仿真建模与控制重点实验室(国网河北省电力有限公司电力科学研究院) 河北省石家庄市050021

随着新型电力系统建设进程的加速,新能源等电力电子化电源在系统中渗透率不断提高,电网强度随之减弱,系统安全性受到挑战。部分变流器亟需采用构网型控制,而下垂控制就是一种经典的构网型控制策略;作为对下垂控制策略的有效改进手段,虚... 详细信息

随着新型电力系统建设进程的加速,新能源等电力电子化电源在系统中渗透率不断提高,电网强度随之减弱,系统安全性受到挑战。部分变流器亟需采用构网型控制,而下垂控制就是一种经典的构网型控制策略;作为对下垂控制策略的有效改进手段,虚拟阻抗技术受到广泛关注。在国内外研究人员共同推动下,虚拟阻抗技术目前已取得较为丰富的理论研究及实践成果,具有广阔的应用前景。围绕虚拟阻抗在构网型下垂控制中的主要定位及作用机理进行了分析,对虚拟阻抗的典型改进方法和发展现状进行了梳理总结,并结合目前的研究进展及趋势,对虚拟阻抗技术的研究前景、未来可能面临和需要解决的关键问题进行了分析、探讨和研判。

关键词：虚拟阻抗构网型下垂控制作用机理研究前景

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模块化UPS采用虚拟阻抗的瞬时均流控制方法

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中国电机工程学报 2012年第21期32卷 8-14页

作者：张宇余蜜刘方锐李署明康勇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 广东志成冠军集团有限公司广东省东莞市523718

多逆变器并联系统中大多采用基于相量的均流控制策略,这种均流方式由于精度低,且缺乏对瞬时环流冲击的抑制能力,已逐渐被瞬时均流方式所取代。针对逆变器并联系统建立瞬时环流模型,提出一种在瞬时环流的反馈通路中引入虚拟阻抗的瞬时均... 详细信息

多逆变器并联系统中大多采用基于相量的均流控制策略,这种均流方式由于精度低,且缺乏对瞬时环流冲击的抑制能力,已逐渐被瞬时均流方式所取代。针对逆变器并联系统建立瞬时环流模型,提出一种在瞬时环流的反馈通路中引入虚拟阻抗的瞬时均流方法。通过合理配置该虚拟阻抗值可获得简洁的动态环流调节方程,从而实现良好的瞬时均流调节特性。分析表明,引入虚拟阻抗的瞬时均流方法具有很好的均流效果,且虚拟阻抗的引入并不影响并联系统的稳定性及输出特性。仿真与实验结果验证了所提出方法的优越性。

关键词：逆变器并联瞬时均流控制虚拟阻抗

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中压动态电压恢复器的虚拟阻抗控制策略

电网技术 2016年第8期40卷 2525-2532页

作者：周武乐健杨金涛杜旭刘开培武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

中压动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可用于有效保护大范围的用户不受电压暂降的影响,但不能补偿其下游馈线上发生故障时的电压扰动。提出了将DVR控制为虚拟阻抗的方法,推导了系统传递函数,利用Bode图与劳斯-赫尔维茨(Rou... 详细信息

中压动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可用于有效保护大范围的用户不受电压暂降的影响,但不能补偿其下游馈线上发生故障时的电压扰动。提出了将DVR控制为虚拟阻抗的方法,推导了系统传递函数,利用Bode图与劳斯-赫尔维茨(Routh-hurwitz)稳定判据,分析了控制DVR为虚拟阻抗的可行性和系统稳定性。给出了将DVR控制为虚拟电感从而实现故障限流器,以及将DVR控制为虚拟电容从而实现串联补偿的方法。通过仿真和实验验证了所提方案的可行性与有效性。为拓展中压DVR的功能,提高其实用化水平提供了参考。

关键词：动态电压调节器电压暂降虚拟阻抗故障限流串联补偿

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基于虚拟阻抗的低压配电网拓扑识别方法

电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 83-93页

作者：殷涵宣羿黄怡孙智卿赵健鲍若愚上海电力大学电气工程学院上海200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310016 国家电网有限公司北京100032

当前拓扑识别技术难以反映潮流特性对拓扑识别的影响,基于配电网现有量测数据,通过分析节点间的电气距离,提出了虚拟阻抗的概念。将节点间具备电气意义的且与电气距离成正相关的连续变量定义为虚拟阻抗,并提出了一种基于虚拟阻抗的低压... 详细信息

当前拓扑识别技术难以反映潮流特性对拓扑识别的影响,基于配电网现有量测数据,通过分析节点间的电气距离,提出了虚拟阻抗的概念。将节点间具备电气意义的且与电气距离成正相关的连续变量定义为虚拟阻抗,并提出了一种基于虚拟阻抗的低压配电网拓扑识别方法。首先,构建以节点间虚拟阻抗为因变量的多元线性回归方程。然后,通过岭回归计算每一个单相电表与关口电表构成的回归方程的虚拟阻抗,根据计算结果快速判别出拓扑关系异常的电气设备。最后,建立基于导数动态时间弯曲(derivative dynamic time warping,DDTW)距离的校验模型,重新构建得到电气设备的正确拓扑关系,实现低压配电网拓扑关系的修正。以实际的低压配电网台区样本数据为依据,验证了所提方法的有效性。

关键词：低压配电网拓扑识别虚拟阻抗潮流特性

基于虚拟阻抗的LLC谐振变换器并联均流控制

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电工技术学报 2019年第21期34卷 4540-4550页

作者：任小永王亚坤陈宇张之梁陈乾宏江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学)

近年来,LLC谐振变换器因其优越的性能得到了广泛的应用。LLC谐振变换器并联结构对于低压大电流的场合十分适用。但是难点在于模块间的均流,谐振网络参数的微小差异就可能引起较大的模块电流不平衡。从阻抗的角度出发,利用虚拟阻抗来模... 详细信息

近年来,LLC谐振变换器因其优越的性能得到了广泛的应用。LLC谐振变换器并联结构对于低压大电流的场合十分适用。但是难点在于模块间的均流,谐振网络参数的微小差异就可能引起较大的模块电流不平衡。从阻抗的角度出发,利用虚拟阻抗来模拟谐振网络串联阻抗,通过该串联阻抗来调整等效输出阻抗,从而获得均流特性的改善。以两路并联LLC模块为例,给出基于虚拟阻抗的控制框图和实现方法。最后,利用DSP数字控制,搭建一台400V输入、12V/80A输出的两路并联LLC谐振变换器原理样机,实验结果表明,所提控制方法可在全负载范围内将输出电流不平衡度减小在5%之内,验证了该方法的有效性。

关键词：虚拟阻抗模块并联半桥LLC 均流

基于定量设计虚拟阻抗的VSG低电压穿越策略

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高电压技术 2022年第1期48卷 245-256页

作者：刘航王跃刘永慧彭阳李明烜雷万钧西安交通大学电气工程学院西安710049 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的新能源并网逆变器能够为电网提供惯性、阻尼以及调频调压支撑,在电网电压跌落时却面临过流的风险。尽管有文献提出采用虚拟阻抗抑制过流,但是它们只考虑抑制过流的单一目... 详细信息

基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的新能源并网逆变器能够为电网提供惯性、阻尼以及调频调压支撑,在电网电压跌落时却面临过流的风险。尽管有文献提出采用虚拟阻抗抑制过流,但是它们只考虑抑制过流的单一目标。而根据国标要求,电网电压跌落时逆变器还需要输出一定无功电流,但已有文献中未见有同时综合考虑这两方面目标的虚拟阻抗设计方法。该文基于定量设计的虚拟阻抗提出了一套VSG实现低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)的策略。该策略首先在电网电压跌落时冻结功率环,然后加入根据该文方法设计的虚拟阻抗,确保电压跌落期间的安全稳定运行。在电网电压恢复正常以后,恢复功率环控制并改变有功功率指令值,同时加入虚拟恢复电阻避免过流。随后虚拟恢复电阻逐渐衰减为0,系统恢复到正常模式。最后通过硬件在环实验证明了该文分析的虚拟阻抗设计值的正确性以及所提出的LVRT策略的可行性。

关键词：并网逆变器虚拟同步发电机低电压穿越虚拟阻抗无功支撑电流限制

基于定子虚拟阻抗的双馈风电机组虚拟同步控制策略

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电力系统自动化 2018年第9期42卷 157-163,187页

作者：谢震孟浩张兴靳晓雯合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009

随着可再生能源的渗透率越来越高,分布式电源面临多重挑战,虚拟同步发电机技术模拟同步发电机运行机制,成为有效解决方法之一。以双馈风电机组为研究对象,研究分析其虚拟同步控制策略,使双馈风电机组具有更大的惯性和频率支撑能力。内... 详细信息

随着可再生能源的渗透率越来越高,分布式电源面临多重挑战,虚拟同步发电机技术模拟同步发电机运行机制,成为有效解决方法之一。以双馈风电机组为研究对象,研究分析其虚拟同步控制策略,使双馈风电机组具有更大的惯性和频率支撑能力。内环采用改进型双馈风电机组定子电压、转子电流双闭环控制结构,并且建立定子电压控制模型及发电机输出阻抗模型。针对并网时功率存在的耦合问题,采用基于自适应的定子虚拟阻抗控制策略,实现了双馈风电机组并网功率的解耦。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。

关键词：双馈风电机组虚拟同步发电机惯性虚拟阻抗