电网电压不平衡

摘要： 针对光伏发电并网系统中电网电压不平衡条件下直流侧电压波动问题,提出一种基于扩张状态观测器和滑模控制的直流电压控制策略,通过仿真和实验进行验证并设计扩张状态观测器对系统扰动进行实时估计和动态补偿,采用滑模控制提高系统的动态响应性能,该控制策略能有效提高并网逆变器直流电压的稳定性以及动态响应性能。与传统控制策略相比,所提出的控制策略在保障并网逆变器直流侧电压稳定性的同时,改善其动态响应性能,提高了光伏发电并网系统在电网电压不平衡条件下的运行能力。

摘要： 当三相电网电压发生畸变或不平衡时,并网系统存在诸多非理想特征信号,例如谐波和负序分量等。针对此类问题,文中提出了一种基于ISDFT的谐波与负序分量提取算法。该算法通过对SDFT传递函数进行重新设计,在保留良好的信号过滤特性同时提高了系统的响应速率,且具有较强的灵活性。实验结果表明,ISDFT能够快速、准确地提取特征谐波及负序分量,且在负载发生突变时具有良好的动态性能。此外,以提取三相电网电压的5次、7次谐波为例,DFT、SDFT、ISDFT提取谐波的效果一致,但ISDFT的响应速率比SDFT快44.56%,比DFT快65.32%。

摘要： 当逆变器在电网电压不平衡的情况下工作时,传统的虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制方法无法抑制不平衡的并网电流,也无法减少有功、无功功率包含的振荡分量。文章提出了一种适用于VSG在不平衡电网电压下的改进型控制策略。改进后的策略基于交叉解耦复数滤波器(Double Complex Coefficient Filter,DCCF)的正负序分离,在dq旋转坐标系下根据瞬时功率理论计算出在平衡电流、恒定有功及无功3种目标下的电流指令值,实现电流和功率的协调控制,并可以灵活切换控制模式。通过搭建仿真系统,对改进的控制策略进行验证,仿真结果表明了控制策略的有效性和可行性。

摘要： 研究了基于多电平变流器(MMC)的两端柔性高压直流(HVDC)输电系统。首先建立了MMC数学模型,分析了MMC内部环流产生的原因以及环流危害,接着研究了HVDC输电系统的工作原理和控制策略。系统的控制逻辑可分为3级,其中最低层控制策略为换流站内的阀级控制,包含MMC的调制方法和环流抑制策略。重点研究了换流站级的双环PI控制和阀级的环流抑制。通过搭建输电系统模型实现了正常工况下理论分析和软件仿真论证,同时设计了非正常工况下经过正负序分离后的双环PI控制方法,实现了电网电压不平衡时系统的稳定控制。

摘要： 针对电网电压出现不平衡会导致储能变流器(power conversion system,PCS)输出的有功功率波动、无功功率波动和三相电流峰值越限问题,文中提出了一种考虑电流峰值限制的储能变流器协调控制策略。首先分析了传统控制策略在电网电压不平衡下的局限性;其次利用瞬时功率理论与加权思想,在αβ两相静止坐标系上实现抑制有功功率波动与抑制无功功率波动的协调控制;然后在上述基础上,加入一种电流峰值限制方法,能在PCS进行协调控制的同时保障输出的三相电流峰值不越限;最后仿真实验结果验证了控制策略的有效性和优越性。该策略能提高PCS在电网电压不平衡下的稳定性,扩展了PCS输出有功功率的能力,并且在控制过程中既不需要对电网电压进行锁相,又不需要对正负序电流进行分别控制,结构简单易于工程实现。

摘要： 电网电压不平衡会导致直流侧电压波动和电网侧有功功率波动,严重影响储能电池系统的安全和能量转换效率。针对上述问题,本文提出了一种直流侧电压与电网侧有功功率协调控制策略。通过考虑储能变流器交流侧滤波电感上吸收的有功功率波动来实现对直流侧电压波动的抑制,再利用加权思想对直流侧电压和电网侧有功功率进行协调控制,较好地降低了两者的波动幅值。仿真实验结果验证了所提方法的有效性与优越性。

摘要： 在传统单同步参考系锁相环的基础上,提出了解耦双同步参考坐标系锁相环,该种结构的锁相环实现了电网电压不平衡情况下准确的电网同步并分离出电网电压正负序分量。根据建立的数学模型以及瞬时功率与并网电流正负序分量之间的关系,提出以抑制并网电流负序分量为控制目标的控制策略,通过仿真分析发现采用该控制策略后,并网电流波形质量良好,谐波畸变率远低于并网标准要求,可以实现系统的安全稳定并网。

摘要： 直接矩阵变换器是一个无中间直流环节的AC-AC变换器,但是它和传统的间接矩阵变换器一样,在电网电压不平衡时其输出性能会下降。针对这一问题,提出了一种分数阶滑模控制以改善矩阵变换器的输出性能。首先,分析了矩阵变换器的拓扑结构和数学模型,得到了不平衡电网下的输出功率,并且根据输出功率表达式设计对应的输出补偿。其次,结合控制目标和直接矩阵变换器的数学模型设计出应用于不平衡电网的分数阶滑模控制器。所设计的控制器旨在实现恒定的有功功率,同时以单位功率因数输入。接着,结合输出补偿使输出的有功功率无脉动,同时无功功率能够跟踪参考信号。最后,在Matlab/Simulink和RT-LAB实验平台建立对应模型,验证该算法的有效性。实验结果表明,分数阶滑模控制在控制性能上要明显优于传统PI控制。

摘要： 针对风电场高电压、大功率场合需要进行无功功率补偿的问题,提出一种基于级联H桥STATCOM的无功功率补偿控制及三相直流电压平衡控制方法。在对较大规模风电场等值的基础上,考虑了风电场中可能出现的电压不平衡情况,在正序和负序坐标系下分别提出了风电场无功功率补偿控制策略。为实现级联H桥STATCOM三相电容电压的平衡控制,分析了风电场与级联H桥STATCOM之间的功率流动,并根据有功功率流动情况,计算了相间电压控制的前馈补偿量和三相需要注入的零序电压,在反馈控制基础上加入前馈控制,从而提高了相间电压平衡的准确性。最后,在MATLAB/Simulink中建立风电场等值模型和级联H桥STATCOM无功功率补偿模型,仿真结果验证了在稳态和电网故障的情况下,所提控制策略对风电场动态无功功率补偿和对级联H桥STATCOM相间电压平衡的有效性。

摘要： 在电网电压不平衡条件下基于虚拟同步发电机(VSG)控制策略的逆变器输出三相电流不平衡并且电流幅值过大。针对此问题,提出一种基于电网电压前馈的VSG平衡电流控制策略。利用VSG电流内环的控制框图推导出前馈控制器的传递函数,再将电网电压经前馈控制器前馈至电流内环,减轻故障电压对电流波形的干扰,降低电流畸变率。将瞬时有功、无功功率的平均值反馈到VSG算法得到抑制负序电流的电压参考指令,在电网电压故障期间使并网电流依然保持三相平衡而且幅值稳定。最后通过MATLAB/Simulink仿真证明了所提控制策略的有效性。

摘要： 传统的双馈感应电机(DFIG)矢量控制方法，即使在较小的不平衡电网电压下，也会产生较大的不平衡电流，从而引起电磁转矩和功率以二倍电网频率波动，影响风力机的工作寿命和电网的稳定运行。本文在正、负序同步旋转坐标系中推导了电网电压不平衡工况下DFIG的电磁转矩表达式，计算出消除电磁转矩波动所需的负序转子电流，将其叠加到正序转子电流参考值上，以减小电磁转矩波动。采用自抗扰控制器实现对转子电流的有效控制，以减少控制器对发电机精确模型的依赖，提高控制系统的鲁棒性。仿真结果表明提出的控制方案有效地减小了电网电压不平衡工况下DFIG的电磁转矩和无功功率波动，减小了不平衡电流，提高了DFIG风力发电机组的故障不间断运行能力。

摘要： 为了在电网电压不平衡时能跟踪电网电压基波相位和频率,分析了经典三相软件锁相环(SPLL)在电网电压不平衡时不能准确锁定基波电压相位的原因以及电网电压谐波对锁相环的影响.在考虑动态性能和保证稳态性能的基础上,提出了在PI调节器之前增加2次陷波器和特定截止频率的低通滤波器的改善方案.最后通过搭建仿真和实验平台验证了方案的可行性和有效性.

摘要： 本发明涉及一种不平衡电网电压下永磁直驱风电系统低电压穿越控制方法，该控制方法具体包括以下步骤：1)获取正负序电压的相位θ

摘要： 本发明公开了一种不平衡零序电压精准快速抑制与电压消弧全补偿优化控制方法，其特征在于，本发明只需要调节一次注入电流的不平衡零序电压精准抑制方法，避免了传统方法多次注入、反复跟踪效果差耗时长的缺点；提出可实现电压消弧全补偿的方法，只需在故障前调节一次注入电流即可计算实现全补偿的注入电流，有效消除电网分布参数不平衡对补偿效果的影响，彻底将故障相电压钳制为0，彻底消除起弧的条件，操作简单、易实施。

摘要： 本发明提供了一种降低不平衡电网电压下模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)子模块电容电压波动的方法，在电网电压发生不对称时，确定不平衡后的正负序调制比等物理量，然后分别计算得出三相的三次谐波注入电压幅值与相角，最后通过注入控制器在三相上注入所计算的三次谐波电压，从而降低不平衡电网电压下的MMC子模块电容电压波动程度。本发明提供的技术方案引入了三次谐波电压注入量，解决了当电网电压发生不平衡时，子模块电容电压波动增大的问题与常规降低子模块电压波动的方法不适用于电网电压不平衡情况的问题。兼顾经济性和控制灵活性的特点，能够在保持直流母线电压和输送功率不变的前提下，大幅度降低子模块电容电压波动的程度，进而降低对子模块电容容值的要求，降低了子模块电容的体积与成本，有利于实现模块化多电平换流器的轻型化。

摘要： 本发明公开了一种电网电压不平衡时柔性多状态开关直流侧电压的控制方法，其步骤包括：针对柔性多状态开关多端口同时出现电网电压不平衡时，建立直流侧电压有功功率波动数学模型，在传统UdcQ控制上建立正、负序同步旋转坐标，正序则在采用传统的PI控制电压外环抑制暂态电压波动；同时将直流侧电压的二倍频波动量经过谐振控制器后变换成负序电流指令，形成谐振闭环来直接抑制直流侧电压的二倍频纹波，最后采用正、负序电流内环PI控制实现无静差控制。本发明能有效抑制消除电网电压不平衡导致的2倍频电压波动，延长电容器的使用寿命，同时避免谐波电流的产生，适用于单端口和多端口不平衡情况。

摘要： 一种电网电压不平衡时双馈风力发电机组直流侧电压的控制方法，其特征在于：该控制方法在电网电压不平衡时，建立一种双馈风力发电机组的网侧变换器在正、负序同步旋转坐标系下考虑并网电抗器有功功率波动的数学模型，并根据该模型中的直流侧电压与网侧变换器交流侧端口输出的有功功率的对应关系而提出的一种消除直流侧电压2倍频波动的控制方法。该控制方法有效消除了电网电压不平衡时双馈风力发电机组直流侧电压的2倍频波动，提高了直流侧电容的使用寿命，同时抑制了馈入电网的电流谐波分量，特别适用于电网电压不平衡时双馈风力发电机组的控制领域。

摘要： 一种电网电压不平衡时虚拟同步发电机不平衡控制方法，为了克服三相电网电压不平衡导致逆变器输出电流不平衡，有功功率、无功功率输出存在2倍工频幅值振荡大的问题，提出了不平衡改进控制方法。主要步骤包括以下：1)通过VSG的机械特性、无功功率‑电压幅值特性推算励磁电动势指令值；2)通过逆变器交流侧的滤波电感、等效电阻、电网电压和电压指令值的关系，采用dq轴坐标系分解，算出正序电流参考指令值；3)建立改进VSG不平衡控制模型策略来控制逆变器。当三相电网电压发生不平衡工况时，实现逆变器输出三相平衡电流，并有效降低有功功率和无功功率2倍工频幅值波动大的控制目标，从而有利于提高电网系统运行的可靠性。

摘要： 本发明涉及电力电子控制领域。一种交流电网电压不平衡时直流母线电压纹波抑制策略，步骤1：通过控制三相PWM变流器抑制交流母线侧负序电流分量，保证交流母线侧电流正弦、对称，即交流母线侧三相电满足频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角；步骤2：通过控制双向Buck/Boost电路，将直流母线上的波动功率转移到薄膜电容上，从而抑制直流母线电压纹波。解决了电网电压不平衡时，抑制直流侧电压2次谐波，交流侧电流就要存在一定量的负序电流，抑制交流侧电流，有功功率就会存在二次波动的问题。

摘要： 本发明提供了一种降低不平衡电网电压下模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)子模块电容电压波动的方法，在电网电压发生不对称时，确定不平衡后的正负序调制比等物理量，然后分别计算得出三相的三次谐波注入电压幅值与相角，最后通过注入控制器在三相上注入所计算的三次谐波电压，从而降低不平衡电网电压下的MMC子模块电容电压波动程度。本发明提供的技术方案引入了三次谐波电压注入量，解决了当电网电压发生不平衡时，子模块电容电压波动增大的问题与常规降低子模块电压波动的方法不适用于电网电压不平衡情况的问题。兼顾经济性和控制灵活性的特点，能够在保持直流母线电压和输送功率不变的前提下，大幅度降低子模块电容电压波动的程度，进而降低对子模块电容容值的要求，降低了子模块电容的体积与成本，有利于实现模块化多电平换流器的轻型化。

摘要： 本发明公开了一种电网电压不平衡时柔性多状态开关直流侧电压的控制方法，其步骤包括：针对柔性多状态开关多端口同时出现电网电压不平衡时，建立直流侧电压有功功率波动数学模型，在传统UdcQ控制上建立正、负序同步旋转坐标，正序则在采用传统的PI控制电压外环抑制暂态电压波动；同时将直流侧电压的二倍频波动量经过谐振控制器后变换成负序电流指令，形成谐振闭环来直接抑制直流侧电压的二倍频纹波，最后采用正、负序电流内环PI控制实现无静差控制。本发明能有效抑制消除电网电压不平衡导致的2倍频电压波动，延长电容器的使用寿命，同时避免谐波电流的产生，适用于单端口和多端口不平衡情况。

摘要： 本发明涉及一种电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分离方法，通过在常规锁相环中加入降阶谐振（SDC）控制器和级联延时信号消除（级联DSC）的环节，利用SDC和级联DSC的特性，从而可以快速准确地锁定电网的正负序基量。本方法在单相电压跌落、两相电压跌落及含有高低次谐波的情况下都可以准确快速地进行正负序的分离。较常规的SPLL可在电网电压不平衡及含有谐波情况下可更加快速、准确地分离出基波电压的正、负序量。