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适用于分布式多逆变器系统的混合孤岛检测法

中国电机工程学报 2016年第13期36卷 3590-3597,3378页

作者：孙振奥杨子龙王一波许洪华中国科学院电工研究所北京市海淀区100190

针对多台分布式逆变器系统进入孤岛运行状态时,逆变器难以完成孤岛检测的问题,首先研究了孤岛检测的三类现有方法的应用特性,分别指出三类现有方法在分布式逆变器群进入孤岛情况下应用的局限性;然后提出更适合分布式逆变器群应用的新型... 详细信息

针对多台分布式逆变器系统进入孤岛运行状态时,逆变器难以完成孤岛检测的问题,首先研究了孤岛检测的三类现有方法的应用特性,分别指出三类现有方法在分布式逆变器群进入孤岛情况下应用的局限性;然后提出更适合分布式逆变器群应用的新型混合孤岛检测方法,综合了主动法和远程法的优点,减小了检测盲区,缩短了检测时间,降低了对电能质量的影响;最后通过实验,比较了单台逆变器和多台逆变器孤岛检测的不同,并且展示了新型混合孤岛检测方法在缩短检测时间和提高电能质量方面的优势。

关键词：多逆变器系统孤岛检测检测时间电能质量

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光伏多逆变器并网系统的孤岛检测方法研究

可再生能源 2017年第1期35卷 32-37页

作者：陈卓程红曹笃峰杨子龙王一波韩超中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 中国科学院电工研究所北京100190

针对孤岛检测方法应用于多逆变器并网系统可能失效的问题,文章对孤岛检测方法进行了系统地分析,探讨了滑模频率漂移法和无功扰动法相互影响的机理,指出了被动法、双向无功扰动法、阻抗测量法应用于多逆变器并网系统存在一定的局限性,然... 详细信息

针对孤岛检测方法应用于多逆变器并网系统可能失效的问题,文章对孤岛检测方法进行了系统地分析,探讨了滑模频率漂移法和无功扰动法相互影响的机理,指出了被动法、双向无功扰动法、阻抗测量法应用于多逆变器并网系统存在一定的局限性,然后提出了Sandia频移法、滑模频率漂移法的有关参数设计方法,最后对其进行了实验验证,实验结果表明所选孤岛检测方法的有效性和合理性。

关键词：多逆变器系统孤岛检测影响机理参数设计

基于参数化恒导纳方法的多逆变器仿真建模与优化

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电力系统自动化 2023年第1期47卷 162-171页

作者：楼冠男蒋啸宇顾伟张靖曹阳李珂东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

电磁暂态仿真中,恒导纳模型因仿真效率高而被广泛应用,其衍生的参数化恒导纳模型可通过参数配置提升暂态性能,在单逆变器仿真中具有良好的效果。但参数化恒导纳模型在应用于多逆变器系统时,由于耦合,仿真参数的可行域会发生变化,进而影... 详细信息

电磁暂态仿真中,恒导纳模型因仿真效率高而被广泛应用,其衍生的参数化恒导纳模型可通过参数配置提升暂态性能,在单逆变器仿真中具有良好的效果。但参数化恒导纳模型在应用于多逆变器系统时,由于耦合,仿真参数的可行域会发生变化,进而影响系统的暂态性能甚至导致失稳。针对上述问题,从系统稳定性与暂态性能两方面出发,提出了基于快速遗传算法的参数调节策略,以收敛速度、波动大小、耦合程度的多目标对逆变器进行参数优化,并运用交叉初始化方法进行结构优化,避免了仿真系统的失稳问题并进一步改善了暂态性能。最后,通过算例验证了该多逆变器系统仿真模型在高效率的前提下,具有自适应的参数调节能力,且仿真精度优于传统恒导纳方法。

关键词：电磁暂态仿真恒导纳模型多逆变器系统稳定性暂态性能快速遗传算法交叉初始化

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基于改变环流阻抗的并联解耦控制策略

电工技术学报 2008年第10期23卷 58-63,68页

作者：余蜜张宇康勇单鸿涛段善旭华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

目前多逆变器并联系统大多采用均值均流控制策略,均值均流控制一般采用环流有功调相及环流无功调幅控制。对于无并机电感的逆变器并联系统,通过环流功率进行调相、调幅的调节控制受逆变器电压波形控制参数影响且存在耦合关系。本文针对... 详细信息

目前多逆变器并联系统大多采用均值均流控制策略,均值均流控制一般采用环流有功调相及环流无功调幅控制。对于无并机电感的逆变器并联系统,通过环流功率进行调相、调幅的调节控制受逆变器电压波形控制参数影响且存在耦合关系。本文针对均流控制进行分析提出了环流阻抗概念。根据环流阻抗概念提出了环流阻抗调节器用以改变并联系统的环流阻抗。在此基础上设计了均流控制调节器并进行实验验证。实验结果表明,该均流控制策略取得了良好的均流效果。

关键词：环流阻抗多逆变器系统均流控制并联运行

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基于环流阻抗的逆变器并联控制策略

中国电机工程学报 2008年第18期28卷 42-46页

作者：余蜜康勇张宇单鸿涛段善旭华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

目前,多逆变器并联系统大多采用均值均流控制策略。均值均流控制一般采用环流有功及环流无功进行调相、调幅控制。对于无并机电感的逆变器并联系统,通过环流功率对输出参考电压调相、调幅的调节控制关系与逆变器波形控制参数有关。文中... 详细信息

目前,多逆变器并联系统大多采用均值均流控制策略。均值均流控制一般采用环流有功及环流无功进行调相、调幅控制。对于无并机电感的逆变器并联系统,通过环流功率对输出参考电压调相、调幅的调节控制关系与逆变器波形控制参数有关。文中提出了环流阻抗概念,并把它应用到并联系统的均流控制中。根据环流阻抗利用环流直接控制输出参考电压的幅值与相位,实现了无并机电感的并联系统的均流控制。文中对并联系统进行分析获取了模块环流阻抗的数学模型。文中研究基于环流阻抗的均流控制调节器设计。实验结果验证了此均流控制策略是可行的且均流效果良好。

关键词：环流阻抗多逆变器系统均流并联运行

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光伏系统孤岛效应及并/离网平滑切换研究

光伏系统孤岛效应及并/离网平滑切换研究

作者：王帅天津理工大学

学位级别：硕士

随着新能源的快速发展,光伏发电在电力系统中所占的比重越来越大,并网发电是目前光伏发电的主要应用方式。光伏并网系统接入大电网必然会带来孤岛效应问题,这就要求(1)光伏系统能正常地检测出孤岛效应,(2)光伏系统从并网模式切换到孤岛... 详细信息

随着新能源的快速发展,光伏发电在电力系统中所占的比重越来越大,并网发电是目前光伏发电的主要应用方式。光伏并网系统接入大电网必然会带来孤岛效应问题,这就要求(1)光伏系统能正常地检测出孤岛效应,(2)光伏系统从并网模式切换到孤岛运行模式后能正常地工作。对于含多个逆变器的并网光伏系统而言,系统内存在有多种孤岛效应检测方式的逆变器,因此对于多机系统而言,分析多种孤岛检测方式同时存在的情况就有很重要的意义。同时,在光伏系统发生孤岛效应时,不再简单地将之断电而是使光伏系统在孤岛状况下继续运行以保证本地负载的供电成为了一个可能的选择。为此要进行光伏系统并网模式与孤岛运行模式的平滑切换的研究。光伏系统并网模式与孤岛运行模式的平滑切换的研究即平滑、快速地将光伏系统运行策略从并网时的恒功率策略切换到孤岛运行时的恒频恒压控制策略。首先,在进行了各种光伏系统孤岛检测方式的研究的基础上,提出了多逆变器光伏系统内孤岛检测方式影响研究。对多逆变器光伏系统内使用不同的孤岛检测方式对光伏系统孤岛检测效果影响进行了理论与仿真研究,通过MATLAB/Simulink进行了多逆变器光伏系统的搭建以及多逆变器光伏系统内不同孤岛检测方式的仿真对比实验。其次,在对自抗扰技术进行理论研究的基础上,提出了基于自抗扰控制的光伏系统工作方式平滑切换研究。对基于自抗扰的光伏系统并网/孤岛控制模式切换进行了理论与仿真研究,通过MATLAB/Simulink仿真工具进行了基于自抗扰的光伏系统工作方式平滑切换与PID控制模式的光伏系统平滑切换的对比研究。

关键词：光伏发电孤岛效应多逆变器系统自抗扰控制技术控制切换恒功率控制模式恒频恒压控制模式

基于阻抗辨识的并网逆变器动态短路比估计技术研究

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基于阻抗辨识的并网逆变器动态短路比估计技术研究

作者：潘海龙合肥工业大学

学位级别：硕士

新能源发电与传统火力发电对电网的影响不同,新能源高渗透率并网使传统电网呈现出弱电网特性;同时线路中存在串补电容设备,其使电网阻抗在部分频段为容性,电网复杂的阻抗特性给新能源并网系统的稳定运行带来不利影响,并网逆变器在线估... 详细信息

新能源发电与传统火力发电对电网的影响不同,新能源高渗透率并网使传统电网呈现出弱电网特性;同时线路中存在串补电容设备,其使电网阻抗在部分频段为容性,电网复杂的阻抗特性给新能源并网系统的稳定运行带来不利影响,并网逆变器在线估计电网阻抗特性并用于逆变器自适应控制是一种行之有效的方法。目前大多基于电阻串联电感的电网阻抗模型开展并网逆变器辨识电网阻抗的研究,不适用于描述串补电网以及多逆变器并网系统的电网阻抗特性。在主动方法辨识阻抗的研究中多采用在逆变器功率控制回路中加入扰动幅值信号的注入方法,导致扰动信号的相位不可控且扰动信号注入与功率控制耦合。针对上述问题,本文对扰动注入方法和扰动信号提取方法做改进,并将其应用于串补电网与多逆变器系统电网阻抗辨识的研究,进而估计动态短路比。首先,介绍新能源发电系统动态短路比估计研究的背景和意义,调研总结了阻抗辨识的方法及优缺点和并网系统短路比定义,并分析了现有阻抗辨识方法及扰动注入方法的局限性,提出基于阻抗辨识的新能源并网系统动态短路比估计研究。其次,阐述本文考虑的新能源高渗透率并网系统工况,据此提出改进的扰动信号提取方法并和已有方法对比。针对已有功率环中叠加扰动注入方法的缺点,提出基于幅值闭环控制的扰动注入方法,并对比两种扰动注入方法的优缺点。再次,针对串补电网和多逆变器系统两种工况,分别提出相应的动态短路比估计方法。弱电网与串补电网估计中,根据并网逆变器系统是否出现谐波谐振现象,分别提出扰动信号注入方法和无扰动信号注入方法,在估计串补电容值时提出迭代求解的方法,并证明了该方法的收敛性,实现弱电网与串补电网动态短路比的估计。多逆变器系统动态短路比估计中,分别从系统和系统中某台逆变器角度出发,提出双扰动注入法和单扰动全注入法,推导了双扰动注入法的理论偏差和单扰动全注入法的基波阻抗理论表达式,并分析了各因素对单扰动全注入法估计结果的影响程度,实现对多逆变器系统动态短路比的估计。最后,搭建半实物仿真平台和实验平台,详细介绍了平台组成、逆变器控制转接板硬件部分和控制程序结构,对所提扰动信号注入、扰动信号提取和动态短路比估计方法进行实验验证,所得结果验证了所提方法的有效性。

关键词：动态短路比估计阻抗辨识多逆变器系统串补电网

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分布式并网发电系统孤岛检测方法的研究

分布式并网发电系统孤岛检测方法的研究

作者：邹培源湖南大学

学位级别：硕士

分布式发电系统越来越多的并入电网,大大增加发生孤岛的机率。孤岛发生后,不仅会导致并网逆变器和负载设备的损坏,严重时还会威胁电力检修人员的生命安全,如何快速、准确检测出孤岛是并网逆变器必备的功能。常用的孤岛检测方法存在应用... 详细信息

分布式发电系统越来越多的并入电网,大大增加发生孤岛的机率。孤岛发生后,不仅会导致并网逆变器和负载设备的损坏,严重时还会威胁电力检修人员的生命安全,如何快速、准确检测出孤岛是并网逆变器必备的功能。常用的孤岛检测方法存在应用的局限性,且在多逆变器并网系统中可能会出现稀释效应。因此,对孤岛检测方法的深入研究仍具有十分重要的现实意义。本文从孤岛效应产生的原因、危害出发,介绍和分析孤岛检测的基本原理和常用的孤岛检测方法,阐述孤岛检测标准、测试电路和检测盲区;详细分析常用孤岛检测方法在单逆变器系统和多逆变器系统中的工作特性,并根据IEEE Std.929给出的测试标准,在SIMULINK中建立仿真模型,从检测盲区、检测速度和电能质量等方面对孤岛检测方法的检测性能进行有效评估。针对主动频率偏移法为单向扰动,受负载性质影响存在较大检测盲区的问题,提出一种低谐波畸变率的快速主动移频式孤岛检测方法。详细推导该方法的检测盲区与负载之间的关系,得到满足孤岛检测标准下的正反馈系数,再对正反馈系数进行动态模糊优化。在孤岛检测最容易失败的情况下建立SIMULINK仿真模型,仿真结果表明该方法在电网正常(电网频率在允许范围内波动)供电运行时,逆变器输出电流谐波畸变较低,对电网的电能质量影响小;电网断电后,能快速、准确检测出孤岛,且不存在检测盲区。针对滑模频率偏移法中扰动量的选取难以兼顾孤岛检测速度和电能质量的问题,提出一种基于模糊控制的改进滑模频率偏移孤岛检测方法。通过对滑模频率偏移法中扰动量与公共耦合点电压频率之间关系的分析,利用泰勒公式得到一种新的扰动量表示方式,再根据公共耦合点电压频率的偏移量和偏移变化率对扰动系数进行模糊优化。理论分析和仿真结果表明,与传统滑模频率偏移法相比,该方法能有效减小检测盲区,加快孤岛检测速度,同时减小分布式发电系统并网运行时对电网的电能质量影响。在多逆变器并网系统中,该方法受频率检测误差和线路阻抗的影响也更小。

关键词：分布式发电孤岛检测检测盲区主动频率偏移法滑模频率偏移法多逆变器系统稀释效应