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作者:孟鑫; 刘进军; 刘增; 安荣汇 单位:西安交通大学; 陕西西安710049
摘要:为保证本地负载的可靠供电,在大电网发生故障的情况下,分布式发电单元应该向本地关键负载不间断地提供合格的电能,实现由并网运行到孤岛运行的平滑切换,当大电网恢复正常时,分布式发电单元应能重新并网运行。为了克服传统混合电压电流控制策略的缺点,此处提出一种基于改进锁相环(PLL)的分布式发电单元平滑切换控制策略。在电网发生故障时,电压控制器自动激活控制负载电压,逆变器由受控电流源转为受控电压源,因此,在并网运行转孤岛运行的切换过程中负载电压的质量可以得到保证,不依赖于孤岛检测算法的快速性。当电网恢复正常时,不需要额外的预同步算法,可以自动完成与电网电压的同步,减小孤岛运行到并网运行过程中的冲击电流。基于PSCAD的仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性。
作者:赵建荣; 杨欣然; 王林; 黄辉 单位:西安许继电力电子技术有限公司; 陕西西安710077; 许继集团有限公司; 河南许昌461000
摘要:针对虚拟同步发电机(VSG)控制策略在微网应用中实现并离网无缝切换的控制策略进行研究,首先阐述了微网系统中引入VSG控制策略有利于实现微网的并离网无缝切换;其次,基于VSG控制策略,分析了微网系统在并离网切换暂态过程中存在的问题,并研究相应的控制策略,使微网系统可以实现并离网的无缝切换;最后,通过实验验证表明该控制策略具有良好的可行性,可实现并离网的无缝切换,保证负荷在切换过程中不断电。
作者:颜湘武; 王德胜 单位:华北电力大学; 新能源电力系统国家重点实验室; 北京102206
摘要:当前基于二阶模型的自同步虚拟同步发电机(VSG)功频控制方案被广泛采用,但其无法实现一次调频和暂态阻尼功能的分立控制。在VSG阻尼反馈支路和调速器中分别引入一阶滤波环节,得到三阶VSG模型的两种功频控制方案。并充分考虑有功调频系数的影响,对比分析了两种控制方案的频域特性及小信号稳定性。通过实验对两种方案的时域性能进行比较。时域的有功功率和频率响应结果与频域特性相呼应,这表明基于三阶模型的控制方案能实现一次调频和暂态阻尼功能的分立控制,有效改善了VSG的动静态性能。
作者:晏夏瑜; 史丽萍; 董宇; 韩丽 单位:中国矿业大学; 电气与动力工程学院; 江苏徐州221008
摘要:当电网电压不平衡时,逆变器并网功率恒定与电流无谐波无法同时实现。首先分析了并网功率波动和电流谐波产生的机理,然后提出了一种功率与电流协调控制策略,在静止坐标系下,利用直接功率控制算法得到功率控制时的指令电流,采用级联低通滤波器滤除前述指令电流中的谐波分量得到电流控制时的指令电流,进一步地,通过加权思想实现功率与电流协调控制,无需锁相环和电压/电流正负序分量提取,算法简单。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。
作者:杨兴武; 王楠楠; 陈磊; 周荣成 单位:上海绿色能源并网工程技术研究中心(上海电力学院); 上海200090; 国网嘉兴供电公司; 浙江嘉兴314033; 上海东海风力发电有限公司; 上海200090
摘要:弱电网下的并网逆变器需要较强的鲁棒性、较高的稳态精度和一定的动态响应能力。常规的电压前馈技术可以有效抑制电网电压谐波,但会破坏弱电网下并网系统的稳定性,而单独的比例(P)控制在电网阻抗增大时会造成系统的稳态误差增加。为解决上述问题,提出一种应用于弱电网条件下,由P控制和重复控制(RC)并联的鲁棒重复控制(RRC)策略。该策略既保留了P控制的快速性与RC的稳态性能,又提升了电网阻抗增加时系统的鲁棒性。最后经过实验验证,表明了所提方案的有效性和可行性。
作者:曹以龙; 伦恒星; 江友华 单位:上海电力学院; 电子与信息工程学院; 上海200090
摘要:提出一种适用于三相交流微网的电能质量治理装置控制器设计方案,该方案从电路模型入手,然后基于内模原理在控制器中引入该装置模型结构,并且在零稳态误差跟踪和抑制干扰的目标下根据一重自由度情况无法对系统多个目标进行控制的情况下设计了双重自由度的控制方案,并给出参数设计方法,该控制方案能够在最少反馈的情况下定义更多的系统参数,实现多目标控制。最后,仿真与实验证明了该控制器的简单有效性。
作者:何颋; 陈晓刚 单位:国网浙江杭州市富阳区供电有限公司; 浙江杭州311400
摘要:针对直流微电网中出现的恒功率负载特性可能引起的稳定性问题,提出了一种基于数字锁相放大器(LIA)的动态阻抗高精度实时检测技术,可用于提高微网暂态的稳定性。新技术能利用功率变换器中的标准传感器和高效算法实现对动态负载的有效检测,并基于检测结果来优化功率变换器的性能。此外,还精确测量了变换器的负载增量,降低了控制复杂度和传感器要求,并提高了控制器的性能。最后,搭建了小型微网试验平台,开展了不同种类负载下的试验,试验结果验证了新技术的有效性。
作者:刘宝谨; 刘进军; 刘增 单位:西安交通大学; 陕西西安710049
摘要:针对传统下垂控制不能均分不平衡功率的问题,提出一种基于小信号注入的控制方法,可以实现不平衡功率的均分。该方法由传统的P-ω,Q-E下垂控制模块、负序虚拟阻抗控制模块、以及不平衡功率到小信号频率(S_U-ω_(as))所建立的下垂控制模块三部分组成。传统下垂控制模块用于实现有功功率和无功功率的均分;负序虚拟阻抗控制模块可以调节不平衡功率在并联逆变器之间的分配;S_U-ω_(as)下垂控制模块可以自动调整负序虚拟阻抗幅值的大小,保证稳态时不平衡功率完全均分,或者按照各台逆变器的容量均分。该控制方法各台逆变器之间不需要任何通讯,也无需测量线路阻抗。仿真及实验结果验证了该方法的有效性。
作者:汪友明; 李艳 单位:西安邮电大学; 自动化学院; 陕西西安710121
摘要:针对传统的扰动观察法在光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)中存在谐波高、寻找速度慢、鲁棒性差等诸多缺点,设计了一种基于李雅普诺夫函数的MPPT稳定控制算法。该算法采用李雅普诺夫函数应用于反推法之中,计算光伏发电系统的电压跟踪误差,推导功率开关器件的占空比函数,构造了一种新的DC/DC控制器,从而获取光伏发电系统的最大功率点。所提出的MPPT控制算法引入了积分作用,保证光伏发电系统具有全局渐进稳定的特性,提高了光伏发电系统非线性控制的鲁棒性。结果表明,基于李雅普诺夫函数的MPPT稳定控制算法输出波形趋于稳定,改善了最大功率点附近的振荡现象,跟踪最大功率点速率提高了46%。
作者:彭元修; 杨谊华; 邱雄; 刘斌 单位:南昌航空大学; 信息工程学院; 江西南昌330063
摘要:随着可再生能源技术的不断发展,微电网作为分布式电源接入电网的一种有效手段,逐步引起了广泛的关注。但由于单个微电网存在分布式电源接入容量限制、抗扰动能力差等缺陷,降低了负荷的用电稳定性。从而引入了微电网群的概念,微电网群通过多个微电网的协调工作,有效地克服了单个微电网的缺陷,因此对微电网群各个方面进行优化调度也变得越发重要。首先对当天的光能和负载进行预测,然后基于交替方向乘子算法(ADMM)对价格进行最优化,使微电网群的运行成本降到最低,且微电网能够保证关键负载的可靠性和电力质量,提高整个系统的优化速率。
作者:陈銮; 陈桂鹏; 金祝锋; 邓焰 单位:浙江大学; 电气工程学院; 浙江杭州310027
摘要:多电飞机因其高燃油效率和低排放量的优点在现代航空业中逐渐受到关注。多电飞机的电气系统在承受多次故障后应仍可正常工作,这就要求其中的电力电子变换器具备多次故障容错能力。为满足其高可靠性要求,提出了一种新型LLC变换器,该拓扑相较于传统备份电路仅需增加两个二极管。它能利用电路的冗余结构和拓扑重构,实现两次故障容错。另外,在故障发生前后,初级开关管的电压电流应力几乎保持不变,简化了器件的选取与电路设计。同时,加入了一种模式软切换策略,有效抑制了不同模式切换间的电压和电流过冲。最后,搭建了一台500 W样机,验证了该拓扑和控制策略的有效性。
作者:张勋; 杨旭; 孔祥征 单位:廊坊供电公司; 河北廊坊065000
摘要:介绍了双向全桥DC/DC变换器采用单移相(SPS)、双重移相(DPS)控制的工作原理,建立了输出功率、回流功率及电感电流应力的数学模型,对比分析了优化回流功率及优化电感电流应力控制策略,说明了优化回流功率控制下的回流功率优于优化电感电流应力下的回流功率,优化电感电流应力控制下的电感电流应力优于优化回流功率控制下的电感电流应力。搭建了实验样机,对理论分析进行了验证,将两种优化控制策略进行了对比。实验结果验证了两种优化控制策略的有效性与可行性。
作者:张国荣; 张慧丽 单位:合肥工业大学; 电气与自动化工程学院; 安徽合肥230009
摘要:针对隔离型双有源全桥(DAB)DC/DC变换器,以提高变换器动态响应、消除变换器直流分量、提高变换器稳定性为目标,提出了基于半开关周期采样的预测电流控制策略。对所提控制策略进行数学推导,得到控制量的预测表达式。分析了能量传输电感值误差对变换器稳定性的影响,并提出一种可消除控制算法中电感参数影响的方法。通过所提控制策略,理论上可将电流环带宽提高至开关频率,消除变压器中的直流分量,避免变压器磁芯饱和。最后,针对所提控制策略进行Matlab/Simulink仿真和实验验证,结果证明了该控制策略的有效性。
作者:范贺明 单位:国网冀北电力有限公司承德供电公司; 河北承德067000
摘要:为提高开关变换器的建模精度、优化系统控制器的设计,进而改善四相交错并联DC/DC变换器的性能。在基于Buck工作模式下,利用能量守恒和状态空间平均法设计出了以四相交错并联Buck变换器为研究对象的小信号模型,推导了变换器的传递函数。用Ziegler-Nichols(ZN)方法得到比例积分(PI)控制器的值,通过Matlab仿真和实验,得出了该方法下的输出响应。该方法优化了控制器的补偿网络,提升了系统的稳定性和动态性能。
作者:蔡霞; 邓健; 舒展; 杨立行 单位:国网江西省电力公司电力科学研究院; 江西南昌330096; 国网江西省电力公司九江供电公司; 江西九江333300
摘要:静止同步补偿器(STATCOM)要求补偿电流能够无误差地跟踪给定的无功电流信号,否则会影响STATCOM的补偿效果。传统单一控制方法在控制精度和响应速度上不能兼顾,这里提出了一种新型复合控制策略,将不同控制方法的优缺点进行互补组合,可得到更优的控制策略。其中重复控制能产生与无功电流相同的输出,但其动态性能不佳,在此对重复控制器加以改进,增强了控制器的稳态精度和响应速度,同时,为克服重复控制延时一个周波响应的动态性能缺陷,提出一种误差迭代比例积分控制法,将其嵌入到重复控制中形成新的复合控制策略。经过仿真与实验证明了采用改进复合控制策略可以同时取得较好的补偿效果与动态响应速度,适用于STATCOM中补偿电流的控制。