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改进型Z源逆变器的并网控制策略

电网技术 2015年第12期39卷 3477-3484页

作者：林宏健苏宏升兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃省兰州市730070

针对传统Z源拓扑所存缺陷,提出一种改进型Z源拓扑。该拓扑中,用耦合电感代替传统结构中与电源正极相连的电感,阻抗网络相对于三相逆变桥位置发生改变;此外在直流链处增加全控型IGBT器件,用于单独插入直通零矢量。分析其在电压型和电流... 详细信息

针对传统Z源拓扑所存缺陷,提出一种改进型Z源拓扑。该拓扑中,用耦合电感代替传统结构中与电源正极相连的电感,阻抗网络相对于三相逆变桥位置发生改变;此外在直流链处增加全控型IGBT器件,用于单独插入直通零矢量。分析其在电压型和电流型模式的工作状态可知:相比于传统Z源逆变器,在电压型模式工作时,该拓扑可实现更高的电压增益,稳态时电容电压应力更低且不存在启动冲击电流,逆变侧输出电压波形质量更高;在电流型模式工作时,其启动压降较低,逆变侧输出电流波形质量较高。最后为实现对该逆变器的并网控制,在两相旋转坐标系下建立系统数学模型,运用两电流环和一电压环实现其高功率因数并网。算例结果验证了所提策略的有效性。

关键词： Z源拓扑直通零矢量耦合电感并网控制

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一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法

中国电机工程学报 2013年第36期33卷 62-70,10页

作者：陈燕东罗安周乐明谢宁金国彬吕志鹏国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

在光伏并网控制中,延时和滤波电感量变化会影响系统响应速度、稳定性及并网电流畸变率。对此,该文提出一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法。通过引入功率前馈控制加快系统的响应速度。鲁棒预测无差拍控制方法被提出用于并网电流... 详细信息

在光伏并网控制中,延时和滤波电感量变化会影响系统响应速度、稳定性及并网电流畸变率。对此,该文提出一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法。通过引入功率前馈控制加快系统的响应速度。鲁棒预测无差拍控制方法被提出用于并网电流控制,以增强系统的鲁棒性,降低因控制延时和电感量偏差对并网电流造成的畸变。分析带延迟环节的z域无差拍控制模型,并讨论延时和电感量取值对系统稳定性的影响。给出鲁棒预测无差拍控制的设计方法,并根据z域内的传递函数对其进行稳定性分析,确定控制参数的选取范围。仿真与实验结果证明了所提控制方法的有效性。

关键词：并网控制鲁棒预测无差拍控制功率前馈延时稳定性

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LCL滤波器的单相光伏并网控制策略

中国电机工程学报 2011年第21期31卷 17-24页

作者：彭双剑罗安荣飞吴敬兵吕文坤湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

单相光伏并网发电系统采用LCL滤波器有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,但是LCL滤波器增加了系统的阶数,增大了系统稳定性的设计难度。直流侧电压外环、网侧电流内环的双环控制策略适用于采用L或者LC滤波器的单相光伏并网发电系统,但... 详细信息

单相光伏并网发电系统采用LCL滤波器有利于抑制高频开关谐波电流进入电网,但是LCL滤波器增加了系统的阶数,增大了系统稳定性的设计难度。直流侧电压外环、网侧电流内环的双环控制策略适用于采用L或者LC滤波器的单相光伏并网发电系统,但不利于基于LCL滤波器系统的稳定性。提出一种电压环、功率环和电容电流环的并网控制策略,电压环稳定并网逆变器直流侧电容两端的电压,功率环调节光伏并网发电的功率因数,功率环和电容电流环共同提高系统的稳定性和抑制LCL滤波器引起的谐振尖峰。推导了系统的闭环传递函数,分析了控制参数对系统闭环极点分布和稳定性的影响。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性。

关键词：闭环极点并网控制传递函数单相光伏发电电流控制功率调节 LCL滤波器稳定性

基于氢储能的主动型永磁直驱风电机组建模与并网控制

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电工技术学报 2017年第18期32卷 276-285页

作者：孔令国蔡国伟陈冲邢亮东北电力大学电气工程学院吉林132012 国网吉林省电力有限公司长春供电公司长春130000

针对风电并网功率波动性及高渗透弃风现象,采用共直流母线主动型永磁直驱风电机组结构,建立基于氢储能的永磁直驱风电机组模型,并提出变流器与功率管理协调控制策略。永磁同步发电机与电解槽、燃料电池、蓄电池组汇集直流母线,考虑电解... 详细信息

针对风电并网功率波动性及高渗透弃风现象,采用共直流母线主动型永磁直驱风电机组结构,建立基于氢储能的永磁直驱风电机组模型,并提出变流器与功率管理协调控制策略。永磁同步发电机与电解槽、燃料电池、蓄电池组汇集直流母线,考虑电解槽需电制氢、燃料电池需氢发电等特性,利用变流器协调控制及功率管理策略,实现风电功率波动抑制、降低风电弃风比例、风电绿色并网。通过PMCAD/EMTDC仿真平台,证明了模型及其控制策略的有效性,有利于风电高渗透并网运行。

关键词：氢储能主动型风电机组模型并网控制

考虑模块功率差异的准Z源级联多电平逆变器系统参数设计与并网控制方法

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中国电机工程学报 2018年第16期38卷 4836-4845页

作者：张芮李媛四川大学电气信息学院

准Z源级联多电平逆变器（quasi-Z-source cascaded multilevel inverter,QZS-CMI）是准Z源与级联H桥逆变器的结合,兼具两种拓扑的优点。将其运用于光伏发电系统,当QZS-CMI模块间功率差异过大时,存在并网电流畸变,甚至难以维持系统稳定... 详细信息

准Z源级联多电平逆变器（quasi-Z-source cascaded multilevel inverter,QZS-CMI）是准Z源与级联H桥逆变器的结合,兼具两种拓扑的优点。将其运用于光伏发电系统,当QZS-CMI模块间功率差异过大时,存在并网电流畸变,甚至难以维持系统稳定运行的问题。基于此,根据QZS-CMI原理推导了模块功率比值约束条件,分析已有控制方法在不满足约束条件时出现并网电流畸变的原因。定义模块功率差异度β,推导出β与直流母线电压、级联模块数的量化关系。所得结论可用于直流电压参考值整定或指导级联模块数选取。当实际系统的功率差异度大于设计值时,提出自动功率平衡的最大功率点跟踪算法对不满足约束条件的模块进行降额运行,以避免并网电流畸变。通过主从式功率分配的并网控制及多调制波移相SPWM调制方法,实现了直流母线电压平衡及模块级最大功率点跟踪。最后,通过四模块级联QZS-CMI的仿真及样机实验,验证了理论分析和方法的正确性。

关键词：准Z源逆变器级联多电平光伏发电并网控制模块功率差异

不平衡电网电压下双馈风力发电系统的比例-积分-谐振并网控制

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电网技术 2012年第8期36卷 62-68页

作者：陈思哲章云吴捷张淼广东工业大学自动化学院广东省广州市510006 华南理工大学电力学院广东省广州市510640

提出双馈发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的比例-积分-谐振(proportional integral resonant,PIR)并网控制方法,以实现电网电压不平衡工况下DFIG风力发电系统的并网控制。并网控制器由同步旋转坐标系中的比例-积分控制器... 详细信息

提出双馈发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的比例-积分-谐振(proportional integral resonant,PIR)并网控制方法,以实现电网电压不平衡工况下DFIG风力发电系统的并网控制。并网控制器由同步旋转坐标系中的比例-积分控制器和谐振控制器组成,比例积分控制器控制定子d-q轴电压的直流分量,谐振控制器控制定子d-q轴电压的交流分量,使其分别实现对电网d-q轴电压直流、交流分量的精确跟踪。该比例-积分-谐振并网控制策略具有无需采用正负序分离算法,无需设计负序控制器等优点。仿真结果表明,该并网控制策略在电网电压平衡和不平衡条件下,均可控制DFIG定子电压实现对电网电压的精确跟踪。

关键词：风力发电系统双馈发电机不平衡电网电压并网控制比例-积分-谐振控制

基于背靠背双PWM变流器的飞轮储能系统并网控制方法研究

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电工技术学报 2015年第16期30卷 120-128页

作者：刘文军唐西胜周龙齐智平中国科学院电工研究所北京100190

采用带LCL滤波器的背靠背双PWM变流器作为飞轮电机与电网进行能量交换的接口,提出一种飞轮储能系统并网控制方法。该方法由电网侧变流器控制和电机侧变流器控制两部分组成,并经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,... 详细信息

采用带LCL滤波器的背靠背双PWM变流器作为飞轮电机与电网进行能量交换的接口,提出一种飞轮储能系统并网控制方法。该方法由电网侧变流器控制和电机侧变流器控制两部分组成,并经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,电网侧变流器采用不控整流方式,电机侧变流器先后采用速度外环和电压外环控制方式;在并网运行阶段,电网侧变流器控制采用基于电网侧电流外环、变流器侧电流内环的直接功率控制策略,控制并网有功功率的大小及流向;电机侧变流器控制采用直流母线电压外环、电流内环的双闭环控制策略,维持直流母线电压恒定。采用零极点对消降阶法及对称优化函数等效法分别设计电机侧内外环控制器参数。进行了飞轮储能系统的充电、预并网和并网运行实验。实验结果验证了所提飞轮储能系统并网控制方法的可行性。

关键词：飞轮储能系统并网控制充放电控制双脉宽调制变流器 LCL滤波器永磁同步电机

基于储能型准Z源逆变器的VSG并网控制策略的研究

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电力系统保护与控制 2019年第4期47卷 124-133页

作者：漆万碧李媛方番丁隆耀四川大学电气信息学院四川成都610065

随着光伏发电装机容量的增加,以传统控制策略并网的分布式光伏电源会大幅度降低电网惯性,使电网稳定性减弱。针对该问题,结合准Z源逆变器的优点,在准Z源网络中引入储能单元,提出基于储能型准Z源逆变器的虚拟同步发电机(VSG)并网控制策... 详细信息

随着光伏发电装机容量的增加,以传统控制策略并网的分布式光伏电源会大幅度降低电网惯性,使电网稳定性减弱。针对该问题,结合准Z源逆变器的优点,在准Z源网络中引入储能单元,提出基于储能型准Z源逆变器的虚拟同步发电机(VSG)并网控制策略。分析了储能型准Z源的工作模态。采用VSG技术控制系统输出功率,调节直通占空比使光伏功率钳位在最大功率点,蓄电池自动弥补功率缺额。讨论考虑VSG暂态响应时蓄电池的配置问题,并推导直通占空比与VSG转动惯量和阻尼系数的关系,为储能型准Z源逆变器在VSG控制参数设计方面提供参考标准。最后仿真和实验验证了所提策略的有效性。

关键词：虚拟同步发电机光储发电系统准Z源并网控制

软硬锁相环在分布式风电并网控制中的联合应用

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太阳能学报 2022年第1期43卷 36-43页

作者：朱建红顾菊平孟棒棒曹书秀任浩锋南通大学电气工程学院南通226019

首先,在行业规范剖析基础上,提出软硬件结合的并网控制设计方案;其次,在锁相环设计环节,分别从硬件锁相环与软件锁相环角度进行仿真及编程设计,对照技术指标分析,选定双二阶广义积分锁相环作为小型双馈风力发电并网控制中的电网电压信... 详细信息

首先,在行业规范剖析基础上,提出软硬件结合的并网控制设计方案;其次,在锁相环设计环节,分别从硬件锁相环与软件锁相环角度进行仿真及编程设计,对照技术指标分析,选定双二阶广义积分锁相环作为小型双馈风力发电并网控制中的电网电压信号采集的技术,并且利用DSP2812开发相应的程序算法,得到基波信号用于实际双馈发电系统的定子电压定向控制,实现控制目标的可靠性及抗扰动性;最后,结合网侧与发电机定子侧电压比较输出信号,引进硬件锁相环,通过系统联调进而实现预期设计目标,电网侧与发电侧电压频率差控制在2 Hz以内,相位差控制在12°以内,有效值差控制在4 V以内,成果测试基本符合国家行业标准,具有行业实际应用价值。

关键词：分布式发电信号检测与处理锁相环并网控制软硬件结合