弱电网

摘要： 弱电网下电网阻抗的宽范围变化会导致系统环路谐振频率偏移,进而造成LCL并网逆变器的稳定性下降。针对此问题,提出一种采用电容电压前馈的LCL并网逆变器环路谐振频率偏移抑制策略,该策略利用电容电压比例微分前馈控制对系统环路谐振频率偏移进行极大地抑制,并以电容电压锁相进行功率因数校正,节省了一组传感器,以此来实现逆变器单位功率因数并网。此外,考虑数字控制延时对系统的影响,在阻尼环延时为零拍条件下对所提策略进行参数优化,理论分析表明数字控制延时的引入不会对所提策略的适用性造成影响。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性,并且对电网阻抗具有强鲁棒性。

摘要： 弱电网下锁相环与直流电压环强交互作用给并网永磁直驱风电场稳定运行带来了安全隐患,以往研究主要采用基于具体仿真算例的模式分析法研究弱电网下风电场系统的锁相环或直流电压环稳定性规律,无法揭示所得稳定规律的内在机理。为此,建立考虑直流电压环和锁相环动态的并网永磁直驱风电场降阶模型,推导出系统状态矩阵的迹的数学表达式,从理论分析的角度揭示了弱电网下永磁直驱风电场的直流电压时间尺度小扰动稳定性规律。分析结果表明在风机控制参数固定不变的条件下,当系统运行参数如线路电抗、风电场无功出力或风机数量增大时矩阵的迹向正方向移动,这表明考虑锁相环动态影响时由直流电压动态主导的永磁直驱风电场系统至少有一个模式的阻尼变弱。

摘要： 三相电压源型换流器作为中低压直流配用电系统并网常用的接口电路,在系统运行中发挥着重要的作用。为了解决弱电网下基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)的并网换流器失稳的问题,首先建立了DSOGI-PLL的频率耦合阻抗模型,然后综合考虑多种频率耦合因素建立了并网换流器的频率耦合阻抗模型。基于此模型分析了DSOGI-PLL参数、直流电压环带宽以及电流内环带宽比对于并网换流器频率耦合特性的影响。然后推导了考虑频率耦合特性的等效单输入单输出奈奎斯特稳定判据,进而研究了各种因素对于并网换流器系统稳定性的影响。最后基于MATLAB/Simulink对频率耦合阻抗模型和系统稳定性进行了仿真验证,证明了所提频率耦合阻抗模型和理论分析的准确性。

摘要： 弱电网下锁相环与电网阻抗间的耦合会造成系统不稳定.含前置低通滤波器锁相环的并网逆变器虽能改善并网系统稳定性,但存在并网电流相位滞后问题.本文通过将滤波器从锁相环支路“拆分”,提出了一种电流二阶校正的阻抗重塑法,以基波电流控制性能、相角裕度、低频幅值为约束建立了多目标约束函数,单独优化设计了二阶校正环节参数,提高了并网逆变器的弱网稳定性,实现弱电网下的单位功率因数并网.最后在StarSim实验平台验证了所提控制方法的有效性.

摘要： 针对微电网布局分散、难以集中协调控制,且运行期间母线电压存在严重脆弱性的问题,以微源并网逆变控制器作为智能体,以电能质量指标为一致性目标,构建微电网协同分层控制结构,底层采用下垂控制调节负荷变化引起的电压偏差,上层以逆变器输出电压为一致性目标,动态优化各微源的电压给定值,提高系统稳定性及母线电压控制精度。针对弱电网状态下的电压波动与畸变问题,采用基于虚拟领导者的误差迭代一致性跟踪控制策略,提高弱电网状态下系统对非线性参数的自适应能力,实现并网电压的鲁棒控制。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台验证方法的有效性。

摘要： 弱电网下存在的电网阻抗会导致控制系统鲁棒性降低,丰富的电网背景谐波使得进网电流质量下降。为解决以上问题,提出一种改进型的重复控制与多谐振前馈控制相结合的控制策略,重复控制能够消除电网周期性的扰动,并联比例调节器可加快系统的动态响应能力,谐振前馈使前馈通道仅在电网背景谐波频率处具有反馈作用,可以消除大量的电网背景谐波对系统的影响,增强了并网逆变系统对弱电网环境的良好适应性。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模型,证明了所提控制策略的正确性与有效性。

摘要： 在弱电网条件下,由于电网阻抗存在宽范围变化的特点,将会对并网逆变器的运行稳定性带来挑战。针对这个问题,建立三相LCL型并网逆变器电流双闭环控制的并网系统,采用基于阻抗模型的频域分析方法,通过分析并网逆变器等效输出阻抗的特点和电网阻抗对系统稳定性的影响,对并网逆变器系统输出等效阻抗进行重塑。在重塑方法上,提出一种具有宽频特性的阻抗重塑环节,通过该阻抗重塑环节可以在宽频范围内提高系统等效输出阻抗的相位,从而提高系统对弱电网的适应性。最后,通过Matlab/Simulink仿真,证明了理论分析的合理性以及所提出阻抗重塑方法的有效性。

摘要： 在新能源发电系统中,通过将逆变器并联接入电网扩大了并网容量。由于电网存在阻抗,降低了逆变器的稳定性,也加大了逆变器对负载中电能质量的治理难度,因此文中对一种弱电网下并联逆变器治理负载中电能质量的问题进行了研究。首先,以H∞重复控制结合电压前馈控制作为电流内环控制策略,分析了弱电网下单台及多台并联逆变器的稳定性能,采用前馈通道串联复数滤波器及前向通道串联超前校正环节的复合策略提高逆变器的稳定性;然后,利用电流检测算法分离负载中的不平衡、谐波及无功电流,实现并联逆变器对不平衡、非线性及无功等负载引起的电能质量问题的治理;最后,在Simulink中进行仿真实验,仿真结果表明在弱电网条件下利用并联逆变器能够对多种负载的电能质量问题进行治理。

摘要： 弱电网条件下存在电网频率偏移,使用固定参数的准PR控制器会导致控制性能下降,追踪电网频率并增强锁频环FLL(frequency locked loop)的抗干扰能力尤为重要。为此,提出一种基于线性卡尔曼滤波的并网逆变器自适应准PR控制策略。首先,针对传统锁频环抗干扰能力不足的问题,设计了一种基于线性卡尔曼滤波的锁频环LKF-FLL(linear Kalman filter-frequency locked loop),提高锁频环的抗干扰性。利用设计的LKF-FLL跟踪电网基频,根据时变的电网基频,实时改变准PR控制器的谐振频率以实现自适应跟踪电网基频,从而保证准PR控制器的控制性能,改善并网电流的电能质量。最后,通过仿真实验及实验样机的研制,验证LKF-FLL策略的可行性和优越性。

摘要： LCL型有源电力滤波器能有效补偿电网谐波,但LCL型滤波器存在谐振问题,电容电流比例反馈有源阻尼是抑制LCL谐振的主要方式。然而,在数字控制下,谐振频率会随电网阻抗变化,导致反馈系数选取困难。针对该问题,研究了适应电网阻抗宽范围变化的反馈系数选取方法,推导不同反馈系数和谐振频率下的系统稳定条件,优化设计适应电网阻抗变化的反馈系数。此外,随着电网阻抗增加,LCL谐振频率减小,系统带宽变窄,有源电力滤波器采用传统准PR控制补偿高次谐波时,系统相频曲线在控制器谐振点容易穿越-180o线,导致系统不稳定。提出加入相位补偿环节以提升控制器增益处相角,并给出详细设计方法。理论分析表明,所提强鲁棒性控制器优化设计方法,可使有源电力滤波器在保证良好谐波补偿能力的同时具有更宽的稳定运行范围。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

摘要： 实际电网阻抗的不确定性会严重影响到并网逆变器的稳定运行,在并网逆变器控制中采用电网电压前馈策略会导致稳定性问题更加突出.本文首先建立了考虑电网阻抗时并网逆变器的数学模型,基于阻抗比稳定性判据,分析了电网电压前馈控制对并网逆变器在弱电网下稳定性的影响机理,指出电网电压前馈伴随着PWM控制延迟是导致逆变器稳定性降低的主要原因之一.提出了一种基于衰减因子的电网电压部分前馈控制策略,理论分析与仿真结果表明,在电压前馈通道引入衰减因子可显著提高并网逆变器在弱电网中的鲁棒稳定性.实验系统的测试结果也验证了电网电压部分前馈策略的有效性和可行性.

摘要： 风场并网容量的增加会增大弱电网的阻抗,影响电网电压的稳定性,导致并网变流器产生低频振荡.针对弱电网的低频振荡问题,在分析电网阻抗对电流环调节能力影响的基础上,提出了增强电流控制器的调节能力来抑制低频振荡的方法,结合仿真直观地说明了理论分析的正确性,并通过平台实验验证了所提方法的有效性.

摘要： 当前对于弱电网的研究,主要的研究方法是利用阻抗分析法对逆变器并网系统进行探讨.其优点在于在无需并网逆变器精确参数的情况下,利用某种方法(如特定谐波注入法)来获取并网逆变器的等效输出阻抗,利用电网阻抗和逆变器等效输出阻抗的比值研究并网系统的稳定性.但是,由该比值表征逆变器并网系统的相角裕度,是模糊和不精确的.并且仅根据此指标来研究并网系统,也存在局限性.rn 本文建立了整个弱电网下系统的数学模型,即弱电网下不可忽略的电网阻抗和公共耦合点的负载,都被归纳到并网逆变器控制系统中,从而更加直观和精确的研究电网阻抗和公共点本地负载变化时,对整个控制系统的影响.在证明阻抗分析法所表征的系统相角裕度存在误差的基础上,最后由仿真验证本文提出的数学模型正确性以及阻抗分析法的局限性.

摘要： 本文主要研究电网阻抗对L滤波型变流器和LCL滤波型变流器稳定性的影响.论文采用基于阻抗的稳定性分析方法,对不同滤波器下的三相并网变流器输出阻抗进行建模,然后在频域下定量分析并网变流器与弱电网之间由于阻抗交互作用所产生的谐波谐振.理论分析表明,在电网阻抗和变流器阻抗幅值相等处的频率附近易产生一定程度的谐波谐振,相比于L滤波型变流器,LCL滤波型变流器更容易与弱电网发生谐波谐振.最后,在时域下进行仿真验证了理论分析的正确性.

摘要： 为了减弱电网谐波电压对LCL并网逆变器电流控制性能的影响,多采用电压前馈控制.当电网较弱时,电压前馈控制和电流控制之间的耦合将影响系统的幅值稳定裕度和相位稳定裕度.本文从理论上分析了电压前馈控制对电流环控制稳定性的影响,并分析了这种影响和逆变器数量的关系.为了改善弱电网下电流控制性能,本文提出了一种改进的电流控制策略.仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性.

摘要： 本发明公开了一种无扰动信号注入的弱电网与串补电网估计方法，该方法所研究的系统包含直流侧电压源，三相全桥逆变电路，三相LC滤波器，三相线路阻抗和三相电网。该方法不需要注入扰动信号，仅通过检测PCC点电压电流来估计弱电网与串补电网，进而用于逆变器自适应控制，提升并网系统稳定性，同时不增加成本。

摘要： 本发明公开了一种弱电网下具有电网电压前馈滞后补偿的并网逆变器控制方法。本发明针对弱电网情况下采用电网电压直接前馈导致的并网逆变器稳定性问题，提出一种电网电压前馈滞后补偿的控制方法，该方法通过在电网电压前馈通道上增加低通滤波环节的方式，保证了并网逆变器与电网电压直接前馈控制的基波增益相同，实现了基波的无稳态误差跟踪。本发明不仅能够抑制电网背景谐波，而且大幅增加了并网逆变器在弱电网情况下的相位裕度，提高了并网逆变器的电网适应性。

摘要： 本发明提供一种大规模光伏电站接入弱电网电网末端局域电网网架和运行特性分析方法，包括以下步骤：S1.建立光伏电站仿真模型；S2.分析弱电网背景下光伏电站并网对电能质量特性、电网电压的影响以及产生的谐波电流情况；S3.分析弱电网背景下光伏并网对系统稳定性的影响；S4.分析弱电网背景下光伏电站接入对系统动态响应的影响；S5.分析光伏发电出力随机性对电网特性的影响。本发明以光伏电站为研究目标，对其运行特性进行分析，进一步提高新能源的利用率，减少电能损耗。

摘要： 本发明公开了一种用于弱电网交流器的电网电压前馈方法及电子设备、介质，方法包括以下步骤：确定并网逆变器的输出阻抗模型；根据并网逆变器的输出阻抗模型中的输出阻抗的表达式，计算得到并网逆变器连接弱电网的等效模型；根据并网逆变器连接弱电网的等效模型，计算得出逆变器在α轴上的并网电流；确定所述并网逆变器的稳定运行条件；在电网电压前馈通道中加入三阶广义积分滤波器。本发明不仅能够提高并网逆变器的稳定性，还能降低电网电压处背景谐波对并网电流质量的影响，提高了逆变器在弱电网情况下输出电流的质量。

摘要： 本发明公开了一种无需测量远端弱电网电压的电网阻抗在线估计方法，以三相并网逆变器系统并网为研究对象，首先采样UPCC点电压以及并网电流i2x；其次将其进行坐标变换至αβ坐标轴下，通过锁相环来计算理想电网电压eα、eβ，再在αβ标轴下计算ΔUPCCα、ΔUPCCβ和i2α、i2β分量；然后进行卡尔曼滤波，得到实时变化的ΔUPCC和i2x，公共耦合点电压与电网理想电压之差ΔUPCC可视为电网阻抗变化所引起的PCC点电压波动，利用ΔUPCC和i2x迭代N次来实时估计电网电感和电网电阻参数；本发明通过构建状态方程以及卡尔曼滤波设计方法，能够减少采样通道数，并且有利于提高弱电网下的并网电流控制稳定性。

摘要： 本发明公开一种并弱电网型电氢耦合直流微电网双层同步控制方法，其中顶层优化控制以最小化系统寿命周期的等年值运行成本为控制目标，利用寻路式元启发算法得到电氢混合储能系统的最优输出功率参考值；其中底层优化控制采取改进的小生境遗传算法在线求解满足最小化电能质量偏差和稳定时间的多目标控制的最优跟踪虚拟电阻，并利用求解的最优值控制DC/AC并网逆变器；由于优化的主体与对象不同，两层的优化可同步进行，此外电‑氢混合储能系统的工作模式由顶层的最优功率参考值决定。本发明能够在可再生能源功率波动和弱电网阻抗变化下实现微电网最优经济运行，增强微电网的稳定性，扩展了电氢耦合直流微电网的应用场景。

摘要： 本发明提供了一种弱电网型风电场电网阻抗估算及参数自适应匹配方法，涉及风电的技术领域，包括：S1：未启动变流器并网控制前提下，通过电压传感器采集电网断路器断开时变流器电网侧电压，并计算电网电压有效值为ug；S2：未启动变流器并网控制前提下，闭合电网断路器，通过电流传感器采集电网电流，并计算电网电流有效值为ig，风场并网机组的台数为n，箱变等效到低压侧电抗值为LT；S3：获取所有风电机组并联运行的总台数为N，当所有机组均运行情况下，计算出电网等值阻抗为Lg；S4：根据S3计算得出的电网等值阻抗，判断电网强弱特性，并获取最优系统控制参数。通过本发明可以针对不同电网阻抗自适应匹配控制器参数，提高风电并网稳定性。

摘要： 本发明公开了一种改进的弱电网下三相电流源型并网逆变器电网电压前馈策略，包括如下步骤：S1：将并网逆变器三相并网电压、逆变器输出三相电压和三相并网电流进行clack坐标转换；S2：并网逆变器三相并网电压通过锁相环处理，获取电网电压相位；S3：获取直流侧电流与直流侧电流指令值之间的差值信号，并根据差值信号获取交流侧两相旋转坐标系的并网电流指令值；S4：根据clack坐标转换的并网逆变器三相并网电压、逆变器输出三相电压、三相并网电流、电网电压相位和交流侧两相旋转坐标系的并网电流指令值，获取最终的调制信号；S5：将最终的调制信号经过LC滤波器滤除高次谐波。本发明易于实现，使用方便，同时也提高了三相电流源型并网逆变器稳定性。

摘要： 本发明公开了一种无扰动信号注入的弱电网与串补电网估计方法，该方法所研究的系统包含直流侧电压源，三相全桥逆变电路，三相LC滤波器，三相线路阻抗和三相电网。该方法不需要注入扰动信号，仅通过检测PCC点电压电流来估计弱电网与串补电网，进而用于逆变器自适应控制，提升并网系统稳定性，同时不增加成本。

摘要： 本发明公开了一种弱电网下基于加权一阶惯性环节的电网电压前馈控制方法。本发明针对弱电网情况下采用传统电网电压直接前馈控制导致的并网逆变器稳定性问题，通过在电网电压前馈控制通道上加入基于加权系数的一阶惯性环节，不仅保留了传统电网电压前馈控制抑制电网背景谐波的能力，而且提高了并网逆变器在弱电网下的稳定性，显著降低了电流变化过程中的超调量，兼顾了并网逆变器稳态时的稳定性和动态过程时的超调量，有效地改善并网逆变器的并网电流质量，提升了并网逆变器的电网适应性。