一种新能源发电并网控制技术研究

在新能源并网发电系统中,为保证并网逆变器并网成功,实现逆变器单位功率因数运行,减小系统所发的电能并入电网后造成电网污染,需要保证输出的电流与电网电压保持同相位。介绍了一种新能源发电系统——潮流能并网逆变的结构和原理,并建立其数学模型,设计了一种锁相环,使输出电流与电网电压一致,实现单位功率因数的电能传输。在MATLAB-simulink上建立了锁相环的仿真模型,搭建了并网逆变器整体模型并将锁相环加入系统,仿真结果表明该锁相环能够很好的实现锁相,有效的保证逆变器单位功率因数运行。     

一种用于不平衡畸变电网数字锁相环算法

为提高并网逆变器及整流器在不平衡及畸变电网下的控制性能,本文提出了一种基于Clarke变换理论及频率自适应的锁相环算法,该算法可同时应用于三相不平衡系统及单相系统。文中设计了用于提取不平衡电网中正序分量的滤波器,能够准确快速的识别不平衡电网的正负序分量。通过仿真分析可知,该锁相环算法对带直流分量的不平衡电网,电压瞬态变化具有良好的适应性。     

岸电对接靠港船舶无缝供电控制方法的改进

为解除在岸控并网时靠港船舶冲击负载导致逆变器过流保护跳闸故障,提出一种岸控逆变器双输出港船无缝连接供电的控制策略,使用同步逆变器模拟同步发电机的并联同步转移负载性能,采用虚拟同步机控制方法,并利用实验装置进行并网实验。并网实验表明,突加冲击负载导致畸变波形,采用电压/频率(V/f)控制在并网前后畸变波形未完全修复;采用虚拟同步机控制可以完全修复畸变波形并保证频率和电压变化幅度较为平缓,具有快速追踪的特性,应用于港船无缝接岸电方面更具有优势。     

基于虚拟同步发电机的船舶光伏并网逆变控制策略

在船舶电力系统中集成并网型太阳能光伏系统,当传统恒功率(PQ)控制策略光伏逆变器与船舶电站并联运行时,存在惯性小、阻尼低且不易实现光伏能量合理调度等问题。针对PQ控制策略存在的缺陷,提出一种基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的光伏并网逆变控制策略,在控制算法中引入功-频下垂特性和虚拟转动惯量,使并网逆变器具有与同步发电机相似的输出下垂特性及惯性阻尼;利用PSCAD/EMTDC建立船舶光伏电-船电并网电力系统仿真模型,分别对PQ和VSG模式下的电网频率/电压波动、光伏并网逆变器和同步发电机组承担的有功功率/无功功率进行分析,研究系统参数的暂态变化。结果表明:采用VSG控制策略能有效抑制系统频率波动,实现光伏并网功率的自动调节,并显著提高电网的稳定性。     

基于PWM逆变器的船舶变压器励磁涌流消除方法

文章提出了一种消除船舶电力系统中变压器空载合闸过程产生励磁涌流的方法。该方法通过在变压器二次侧接入小容量的电压源逆变器,通过锁相环调节逆变器输出电压,使变压器一次侧绕组输出电压与电网电压的频率、幅值和相位同步,经过预充磁与预同步之后,再使变压器合闸消除励磁涌流。仿真和试验结果验证了所提出的方法能够有效地消除励磁涌流的产生。     

船舶轴带BDFG并网控制及其锁相环

针对传统的控制方法下电机输出电压幅频不稳定的问题,提出一种无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Generator, BDFG)定子电压矢量控制的方法来改善发电机输出电压幅频的稳定性;为确保相位的一致,利用锁相环技术对电网电压相位进行监测来实现发电机电压相位跟踪控制,从而实现轴带无刷双馈电机与船舶电网并网运行。在MATLAB/Simulink中进行仿真试验,其结果表明:该控制方法对于改善无刷双馈电机输出电压的稳定性与相位跟踪具有一定的控制效果,并且能够实现轴带无刷双馈发电机与船舶电网并网运行。     

基于广义二积分器的单项锁相环设计

单相锁相环可以获取单相电压的相位信息。本文利用旋转坐标系获取单相电压的相位信息,针对单向系统缺少一个自由度的情况,在进行坐标变换时,要现用广义二阶积分器构造正交向量,再进行坐标变换。详细推导了同步坐标系下单项锁相环的锁相原理和数学模型,在Simulink搭建仿真模型进行仿真验证。     

基于Z域软件锁相环建模及参数设计

准确的相位信息对大部分现代电能变换装置的稳定运行至关重要。软件锁相环（SPLL）具有设计自由、适应性强等优点可快速准确获得电网电压的相位和频率信息。本文通过分析SPLL原理,获得Z域SPLL线性化模型,进而分析了SPLL线性化模型的稳定性和误差,并在Z域下设计SPLL控制器参数,最后,针对两种电网电压相位跳变情形进行仿真验证。仿真结果表明该设计方法的正确性。     

基于虚拟同步发电机的岸电并网控制策略研究

岸电系统为船舶供电时采用不断电切换方式接入是岸电的核心技术之一。本文提出了一种基于虚拟同步发电机的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步发电机转子的瞬态惯性,其输出特性与柴油发电机类似。通过仿真研究,岸电与船舶电网并网时,并网电压和频率基本稳定,冲击电流较小,验证了控制策略的有效性。     

基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计

在节能减排的趋势下,人们开始探求开发新能源作为辅助动力并入船舶电网。船舶电网是一个有限电源系统,电网谐波含量较高。新能源并网接口是逆变器,采用的脉冲宽度调制(PWM)技术使并网逆变器产生高频谐波电流注入船舶电网,容易造成船舶电网不稳定。需在逆变器后端加上能够滤除高频谐波的LCL型滤波器,而陆地上传统的并网逆变器LCL滤波器参数设计的试凑法很难满足船舶新能源逆变并网要求。鉴于此采用遗传算法对船舶电网侧LCL滤波器各参数优化设计的方法,综合考虑船舶电网LCL型滤波器的约束条件选择出最优解。仿真结果表明,采用遗传算法优化参数的滤波器对逆变器输出谐波进行有效抑制,为船舶新能源并网提供理论支撑。     

光伏并网逆变器控制策略的仿真与试验研究

光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统与电网接口的主要设备,其控制技术已成为研究的热点。本文简要介绍了光伏并网逆变器系统的结构和工作原理,重点分析了其并网工况的控制方案设计及其电流调节器的实现过程。最后,在MATLAB/SIMULINK环境下进行了系统的建模与仿真,仿真结果表明输出并网电流波形良好、和电网电压同频同相。     

船舶并网逆变器无功补偿的协调控制策略

为满足负载在实际船舶中的无功需求,研究在电网不平衡的情况下,船舶并网逆变器输出无功功率的控制方法。针对船舶并网逆变器在电网不平衡下瞬时功率输出存在二次波动问题,提出一种改变并网电流指令中负序基波分量比重的控制策略,实现并网逆变器瞬时功率与三相并网电流协调控制,有效改善电网三相不平衡问题。仿真试验结果表明:该协调控制策略能在保证电网电能质量的前提下,实现对船舶电网的无功补偿。     

一种基于80C196KC单片机的新型电子负载的设计

本文根据PWM控制电压逆变器的原理,设计了一种基于80C196KC单片机的新型单相电子负载系统.该系统通过对电网电压的检测信号进行软件锁相,使逆变器输出电流能够跟踪电网电压,从而以近似于1的单位功率因数向电网回馈电能.该系统包含升压和逆变两个环节,均采用电压外环、电流内环的双环PWM控制方式.实验结果表明,该系统具有输出功率因数高,对电网谐波污染小等优点.     

船舶与岸电并网控制策略研究

岸电与靠港船舶并网控制技术是岸电的核心技术之一,能够实现岸电向船舶的不间断和稳定供电。针对传统岸电控制策略频率稳定性差和不能接受船舶能量管理系统调度的缺点,文章提出了一种基于改进下垂控制的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器在具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步柴油发电机转子的惯性。岸电通过并网预同步控制与船舶电网并网,不会产生大的电流冲击。通过改进下垂控制能够有效提升并网后电压和频率的稳定性,提高船舶电网的电能质量,且能够接受船舶能量管理系统的调度。通过仿真试验,并与传统下垂控制策略进行对比,结果验证了改进下垂控制策略的有效性。     

一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计

提出了一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计,可以用于分布式能源中并网逆变器的控制,以实现向电网输送功率的要求,同时基于下垂控制策略可以完成多逆变器并联的功率分配。分析了下垂控制的理论基础,介绍了逆变器的多种运行模式,论证了基于下垂控制的逆变器系统结构以及控制策略,最后搭建了试验样机,验证了理论的正确性。     

三电平H桥逆变器共模电压研究

本文对采用移相载波调制方法的单相三电平H桥逆变器共模电压的幅值和基波频率进行了定析.在此基础上对五相三电平H桥逆变器采用两种不同的调制方式的共模电压的幅值和基波频率做了定量的分析.仿真结果验证了分析的结论.     

基于DSP三相电压源变换器SPLL设计与应用

准确的相位信息是三相电压源变换器稳定运行的重要条件。软件锁相环(SPLL)具有设计多样性、高抗干扰性等优点可快速得到电网电压的相位信息。本文以三相电压源型PWM变换器为对象,分析了SPLL工作原理,推导出SPLL线性化模型,分析设计SPLL控制器参数,并用DSP实现所设计SPLL。仿真及试验表明所设计SPLL良好应用于三相电压源型PWM整流装置。     

电力推进船舶功率计算模块的设计

随着电力推进技术的广泛应用,不同特性的电力负载在起动运行时对电网稳定造成一定冲击,引起电网电压不平衡,从而给负载功率需求计算带来困难。本文针对上述问题,依据软件锁相环设计了负载功率计算模块,并构建简化的船舶电网仿真模型,模拟负载在电网电压三相不平衡情况下功率计算,来验证功率计算模块的性能。结果表明该模块能够快速、准确地计算负载所需实际功率,为电力推进船舶能量管理功率控制策略提供精确数据。     

基于混合型逆变器控制的船舶电力系统谐波抑制研究

船舶电力系统结构简单容量小,所带的非线性负载复杂,电网中谐波含量较高,对电网和设备带来了危害。以降低谐波为目标,本文采用了一种混合型逆变器控制系统。通过独立地对大功率低开关频率逆变器与小功率高开关频率逆变器进行载波调制,实现了交流驱动与谐波抑制。分析了系统的数学模型,介绍了控制策略。在Matlab软件中搭建了混合型逆变器控制系统的仿真模型,并与传统型逆变器控制系统进行了对比。仿真结果表明:混合型逆变器能够有效减少特征谐波和高次谐波,在船舶电力系统中有良好的应用前景。     

一种基于磁耦合的三电平逆变器拓扑

大功率电力电子变流装置通常采用硬开关电压型逆变器,逆变器中功率器件开关损耗较大、输出电压变化率大,对逆变器的散热和负载的绝缘造成了较大的压力,间接限制了逆变器的功率等级提升。本文提出了一种基于磁场耦合的三电平逆变器拓扑电路及其调制方法,负载等效开关频率提高一倍,负载的电平跳变数也相应增加。通过仿真和试验测试,验证了此电路拓扑的有效性和实用性。