离网逆变器控制策略
微电网并离网切换控制策略

电力电子• Power Electronics222 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】微电网 逆变器控制策略 并离网切换 平滑切换近年来,随着化石能源日益枯竭,分布式发电技术日益成熟,将分布式电源、储能与负荷元件等组成的独立供电系统以微电网的形式接入配电网,在实现配电网安全稳定运行的同时,提高了电能质量和供电可靠性。
所以,微电网的安全稳定控制技术吸引了众多国内外学者进行深入分析与研究。
一般情形下,微电网有两种运行方式:离网、并网。
当配电网出现故障或电能质量不满足要求时,将立即断开微电网与配电网的连接,改由微电网为负荷提供所需功率。
在电能微电网并离网切换控制策略文/冯诗扬 崔双喜质量满足要求或是修复出现的故障后,重新并网。
所以,在切换并离网模式的过程中,存在控制策略的切换,过渡时易产生较大的冲击,而如何平滑的完成过渡成为微电网安全稳定运行的关键。
1 微电网整体控制技术1.1 主从控制主从控制是以微电网中某个分布式电源作为主控单元,其他分布式电源作为从控单元。
主控单元为微电网系统提供电压和频率支撑,借助主控单元的指令,从控单元进行相应无功与有功频率的输出。
微电网主从控制一般应用在孤岛模式下,当微电网由并网模式向离网模式进行切换,就会与配电网断开,前者提供的频率与电压也会消失,负荷的电压和频率就由微电网模块单元提供,所以微电网模块需由具备一定范围的可调容量且具有快速动作能力的分布式电源作为主控单元,为微电网提供电压和频率支撑。
而从单元则负责提供用户需要的能量。
1.2 对等控制对等控制是指所有参与频率和电压控制的分布式电源保持地位一致的状态,各控制器具有平等关系,根据接入点的本地信息进行控制。
由于地位相同,所以在功率平衡的前提下,任意一个分布式电源的接入或离开并不影响其他分布式电源的设置。
而分布式单元保持着各自独立,实现输送功率的平衡。
微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略

微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略【摘要】光伏微网逆变器分为并网运行和离网运行双模式。
本文详细分析和研究微网逆变器的控制策略,确定了在离网工作模式下的电压闭环控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。
根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模仿真和相关参数的设计,并利用Matlab/Simulink软件对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真,仿真结果证明了本文所采用的控制方法的正确性和有效性。
【关键词】光伏微网;微网逆变器;并网;离网微网是一种由负荷和各种微型电源共同组成的系统,它可以同时提供电能和热量。
光伏微网发电技术是介于离网型光伏发电和并网型光伏发电之间的前沿技术,既结合了两种技术优点,又克服了并网型光伏发电只能将能量输送到电网所带来的缺陷,并且可以解决离网型光伏发电效率低下的问题,在国际上受到了广泛的重视,有实际的研究价值。
1.微网逆变器的工作模式1.1 并网工作模式在太阳光照充足的情况下,微网逆变器一般工作于并网模式,除了保证本地重要负载正常工作外,还可把多余的电能输送给电网,可等效于传统的并网型逆变器。
根据控制对象的不同,并网逆变器的输出控制方式有电压控制和电流控制两种,在逆变器与电网进行并联运行时,电网可看作一个容量无穷大的交流电压源,如果用电压型控制,则与电网之间很容易产生环流,所以并网逆变器的输出经常采用电流型控制,只要将逆变器的输出电流跟踪电网电压,同时设定输出电流的大小,就可以实现稳定并网运行,其控制方法相对简单,效果也较好。
1.2 离网工作模式具有离网单独运行的能力是微网逆变器最重要的特点之一。
当电网出现故障时,信号采样电流检测到电网故障,发出电网故障信号,经过DSP处理,发出指令,微网逆变器切换到离网模式,通过断开静态开关,利用蓄电池的储能,为本地重要负荷提供不间断供电,保证重要负荷供电的可靠与稳定。
微网逆变器离网运行的输出控制法也可分为电流型控制法和电压型控制法。
离网型三相光伏逆变器控制策略研究

离网型三相光伏逆变器控制策略研究王要强;谢海霞;曹冲;王晓亮【摘要】以离网型三相光伏发电系统为研究对象,研究其输出逆变环节的拓扑结构和控制策略.逆变器主电路采用三相半桥拓扑,输出滤波器取三相星形LC结构,控制策略以输出电压峰值作为闭环变量.仿真和实验结果表明,系统三相输出电压变化平滑且稳定对称,其幅值和频率能够准确跟踪其给定值.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】4页(P132-135)【关键词】光伏发电;离网型;逆变器;控制策略【作者】王要强;谢海霞;曹冲;王晓亮【作者单位】郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TM615随着煤、石油等化石能源的日渐枯竭与人类生存环境的不断恶化,太阳能、风能等可再生自然资源的开发利用近年来得到了国内外的普遍重视[1-3],许多国家已作出大规模推广太阳能等可再生能源开发利用的决策和规划[4-6]。
光伏发电是太阳能开发利用的主要形式之一[7],光伏发电系统按照是否与电网连接可以分为并网型[8-9]和离网型[10-11]两大类。
其中,离网型光伏发电系统可以独立运行,为负载提供稳定的直、交流电压。
在距离电网较远的偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等场所,离网型光伏发电系统具有重要的理论意义和工程应用价值。
电力电子功率变换单元作为光伏电池阵列与用户负载的接口单元,是实现光伏发电系统的核心[12-13]。
其中,逆变环节连接系统的直流母线和交流母线,实现直流-交流变换,并且逆变器作为直接面对用户负载的输出单元,其工作性能直接会影响到系统的供电质量,是发电系统功率变换的关键。
本文以离网型光伏发电系统的输出逆变单元为研究对象,首先分析其电路拓扑与数学模型,然后研究光伏逆变器的控制策略,最后通过仿真和实验验证研究内容的正确性与有效性。
基于DSP的光伏UPS离网逆变器双向切换控制策略研究

基于DSP的光伏UPS离网逆变器双向切换控制策略研究薛家祥;张天夏;郑照红【摘要】针对市面普遍的UPS光伏离网逆变器切换速度较慢的问题,提出一种用于UPS光伏离网逆变器中整流和逆变两个不同模式的快速切换方法,分析双向变换器的拓扑结构及其工作原理.双向变换器硬件电路拓扑采用全桥4个开关管的拓扑结构,软件部分采用基于PI的改进算法以及精确的电网有效值计算算法进行闭环控制,实现逆变整流不同模式之间的自动切换,达到UPS功能.将控制算法应用在实验室的硬件平台上,并且进行相应的测试实验,逆变整流波形均满足要求,模式切换时间小于同类UPS产品.如果要实现更大功率的输出以及更高系统的稳定性,可以进行离网逆变器的并联.%In order to solve the low switching speed of UPS photovoltaic off-grid inverter, a switching method for rectified mode and inverting mode in UPS PV inverter has been proposed. The topological structure and working principle of bidirectional inverter has been analyzed. The hardware of this bidirectional converter uses the full-bridge topology, the software uses improved closed-loop control method based on PI algorithm and algorithm for calculating the effective value of power grid. Thus the dual mode switching can be achieved. Lastly, the control algorithm has been already used on the hardware platform and corresponding tests have been opreated. Rusults show that the switching time is less than the similar UPS products and waves of rectified mode and inverting mode can both meet the requirements. If the higher output and system stability are required, the inverter can be carried out in a paralleled mode.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)002【总页数】6页(P87-92)【关键词】自动控制技术;双模式切换;PI算法;UPS离网逆变器【作者】薛家祥;张天夏;郑照红【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640【正文语种】中文在传统的光伏离网发电系统中,由光伏太阳能板给蓄电池进行充电,蓄电池电压经过升压逆变给负载供电,或者由太阳能板输出电压通过BUCK电路降压再通过升压逆变后给负载进行供电。
离网条件下的三相四桥臂逆变器控制策略研究

基 波正序 、 负序 和零序分量分解 , 研究分别采用正序、 负序和零序旋 转坐标 系下的电压、 电流双 闭环控制 方法 , 搭建了 以英飞凌 X E 1 6 4 F N单 片机为控制核心的硬 件 实验平 台, 并进行 实验研 究, 实验结 果证 明所 用控制方法的正确性。
关键 词 : 离网; 三相 四桥 臂 逆 变 器 ; 对 称 分 量 法
检测与控制
2 0 1 3 年 第5 期( 第2 6 卷, 总 第1 2 7 期 )・ 机械 研究 与应用 ・
离 网条 件 下 的 三 相 四桥 臂 逆 变 器 控 制策 略研 究
李章 清 , 丁 军怀 , 刘成 洋
( 1 . 兰州长城 电X -  ̄4 #有 限公 司, 甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0;2 . 天水电气传动研 究所有限责任公司, 甘肃 天水 7 4 1 0 2 0 3 . 天水长城 开关厂有 限公 司, 甘肃 兰州 7 4 1 0 2 0 )
L I Z h a n g — q i n g , D I N G j u n — h u a i ,L I U C h e n g — y a n g
( . L a n z h o u G r e a t w a l l E l e c t r a i c a l C o . , L t d , L a n z h o u G a n s u 7 3 0 0 0 0, C h i n a ;
3 . T i a n g s h u i G r e a t w a l l S w i t c h g e a r o. C , L t d ,T i a n s h u i G a su n 7 4 1 0 2 0, C h i n a )
Ab s t r a c t :A t h r e e - p h a s e f o u r - l e g i n v e r t e r i s d e s i g n e d t o a d a p t t h e u n b a l a n c e l o a d s i n t h e mi c r o g r i d .I t s ma t h e ma t i c a l mo d e l s a r e r e a l i z e d o n t h e a - b -e s t a t i o n a r y f r a me a n d d - q s y n c h r o n o u s r o t a t i o n r e f e r e n c e f r a me r e s p e c t i v e l y,t h e s y mme t r i c a l c o mp o — n e n t me t h o d i s u s e d t o a b s t r a c t t h e f u n d a me n t a l — f r e q u e n c y p o s i t i v e s e q u e n c e, z e r o s e q u e n c e a n d n e g a t i v e s e q u e n c e f o r t h e r e — l a t e d v o l t a g e s a n d c u r r e n t s , t h e o u t e r v o l t a g e l o o p a n d i n n e r c u r r e n t l o o p a r e s t u d i e d b a s e d o n t h e s e q u e n c e c o mp o n e n t s o n t h e d - q s y n c h r o n o u s r o t a t i o n r e f e r e n c e f r a me ,a p r o t o t y p e i n t h e c o r e o f XE1 6 4 F N i s e s t a b l i s h e d .T h e e x p e r i me n t s a r e d o n e a n d
微电网逆变器并/离网切换控制策略

SHI Kaiꎬ JIAO Longꎬ XU Pei ̄fengꎬ YE Hai ̄han
文章编号:1009 - 2552(2018)10 - 0052 - 06 DOI:10������ 13274 / j������ cnki������ hdzj������ 2018������ 10������ 011
微电网逆变器并 / 离网切换控制策略
施 凯ꎬ 焦 龙ꎬ 徐培凤ꎬ 叶海涵
( School of Electrical and Information EngineeringꎬJiangsu Universityꎬ Zhenjiang 212013ꎬJiangsu ProvinceꎬChina)
Abstract: In allusion to the micro ̄grid inverter based on voltage synchronous generator model ( VSG) in micro ̄gridꎬ an integrated control method combining quasi ̄synchronous parallel algorithm and island detection algorithm is proposed to improve the reliability and quality of power supply. The integrated control strategy can simultaneously satisfy the requirements of grid ̄connected operation and island operation as well as smoothly switching between two operation modes. For realizing the flexible grid ̄ connectionꎬ the quasi ̄synchronous parallel algorithm of micro ̄grid inverter is designed to simulate the quasi synchronizing device of synchronous generatorꎬ which can restrain instantaneous current shock occurs. For quickly detecting the phenomenon of unplanned islandingꎬ an island detection algorithm combining with the characteristics of VSG algorithm for is put forward for smoothly switching to the active islanding operation. For realizing the stable operation of micro ̄gridꎬ a smooth switching control method of grid ̄connected / island operation mode is provided. Finallyꎬ the correctness and effectiveness of the proposed models and control strategies are verified by the simulation results based on MATLAB / simulink. Key words: micro ̄grid inverterꎻ virtual synchronous generator ( VSG) ꎻ quasi ̄synchronizationꎻ islanded detectionꎻ smooth ̄switch control
一种可与市电并联的分布式发电储能离网逆变器控制方法及应用

一种可与市电并联的分布式发电储能离网逆变器控制方法及应用孙玉鸿;严蕾【摘要】本文提出了一种新的储能型分布式发电离网逆变器控制方案:当市电正常时,可并网运行,供给负载运行所需的大部分能量;当市电不正常时,快速切换到离网运行,确保重要负荷的不间断供电.方案采用双向BUCK-BOOST电路实现小容量分布式光伏发电离网或并网运行,从而优化并降低户用型光伏发电储能系统的配置成本,提高动力电池的综合利用率.通过调节光伏储能离网逆变并联市电输出的相位和幅值,使市电提供负载大部分功率的同时,该逆变器的并网电流和市电之间只存在给定的相位差,从而有效提高系统运行的功率因数.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】6页(P157-162)【关键词】储能;离网逆变器;市电;功率因数;光伏微网【作者】孙玉鸿;严蕾【作者单位】上海追日电气有限公司,上海200331;山东省水利勘测设计院,济南250014【正文语种】中文风能、太阳能等间歇式可再生新能源发电电源并网及其输配电应用技术是目前能源领域优先发展主题之一,是今后能源结构调整的主流方向。
真正影响未来能源大格局的是电力的储能技术,储能技术很可能是下一个能源革命里面最重要的突破方向,是未来改变即发即用传统发输配能源结构和电力消费方式变革的战略性支撑。
电池储能系统在分布式电源与负荷供需特征矛盾下的应用更受关注,但目前由于动力电池储能成本仍然较高、效率偏低,仍处于示范应用与技术经济性提升开发阶段,在技术创新提升经济性的同时,商业模式的创新与政策环境的支持也在同步探讨中[1-2]。
通过储能离网逆变器,可以实现对分布式间歇供电、供电环境不稳定及孤岛离网运行方式下网侧电能的供给、控制与调节等任务。
研究储能离网逆变器在各种应用条件下的最佳拓扑结构、组合方式、可并网性以及控制算法,对优化储能设施成本及利用率、减小整体损耗、提高市电功率因数、改善供电可靠性等各个方面具有重要的意义和工程实用价值[3-6]。
单相并网离网双模式逆变器控制策略综述

电气传动2020年第50卷第5期ELECTRIC DRIVE 2020Vol.50No.5摘要:单相并网/离网双模式逆变器是分布式发电系统的重要组成部分,它既可工作于并网模式,将分布式发电装置产生的电能送入大电网;又可工作于离网模式,在大电网供电中断时将分布式电能提供给本地负载。
基于广大学者对单相并网/离网双模式逆变器的研究成果,主要对其控制策略进行分类和归纳,总结其控制特点和适用场合,为进一步深入研究单相并网/离网双模式逆变器提供参考。
关键词:户用微电网;单相;双模式;逆变器;控制策略中图分类号:TM46文献标识码:ADOI :10.19457/j.1001-2095.dqcd19938Overview of Control Strategies for Single -phase Grid -connected/Off -grid Dual -mode InvertersCHEN Yaai ,ZHAO Junwei ,ZHOU Jinghua ,SHI Yongshuai ,WANG Sai(Inverter Technology Engineering Research Center of Beijing ,North China University ofTechnology ,Beijing 100144,China )Abstract:The single -phase grid -connected/off -grid dual -mode inverter is an important part of the distributedgeneration system.It can work in the grid -connected mode to send the power generated by the distributed power generation unit to the large power grid.Mode that provides distributed power to the local load when the mains supplyis interrupted.Based on the research results of single -phase grid -connected/off -grid dual -mode inverters ,its control strategies was classified and generalized ,its control characteristics and applicable occasions was summarized.It providesd a reference for further studies of single -phase grid -connected/off -grid dual mode inverters.Key words:household microgrid ;single -phase ;double -mode ;inverter ;control strategy单相并网/离网双模式逆变器控制策略综述陈亚爱,赵军伟,周京华,石永帅,王赛(北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心,北京100144)基金项目:国家自然科学基金面上项目(51777002);北京市高水平创新团队建设计划资助项目(IDHT20180502)作者简介:陈亚爱(1961-),女,硕士,教授,cya@数字控制在电力电子领域的应用和进步,使全球能源管理技术得到迅速发展,从而使智能电网的实现成为可能[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
逆变器控制策略:
逆变器的控制目标是提高逆变器输出电压的稳态和动态性能。
稳态性能主要是指输出电 压的稳态精度和提高带不平衡负载的能力;动态性能主要是指输出电压的THD 和负载突变时的动态响应水平。
在这些指标中输出电压THD 要求比较高,对于三相逆变器,一般要求阻性负载满载时THD 小于2%,非线性满载(整流性负载)的THD 小于5%。
1、离网逆变器的控制性能要求主要是使其输出电压具有良好的控制抗扰性。
离网逆变器采用输出电容电流内环和输出电压外环的双闭环控制。
电流调节器可以实现快速加减速和电流限幅作用,同时使系统的抗电源扰动和负载扰动 的能力增强。
电压调节器主要是控制输出电压的稳定。
2、基于LC 滤波器的离网型逆变器
图2 基于LC 滤波的电压型离网逆变器主电路
图3 基于LC 的VSI 输出电压单闭环控制结构
图5 基于电容电流反馈的单位调节器内环控制结构
1VD 3VD 5VD 2VD 6VD 4VD 1
V 3V 5V 4V 6V 2V U V W
dc
C
C
R
L
dc u +
-L i o i C i L u C
u i u 调节
器
PWM
K 1sL R +-i u o i C *u C u L i -1sC -C i ⊗
⊗
⊗C
u L u *Cq u cq u PI P PWM
K 1sL sC 1iq u C *i C
i ⊗⊗⊗⊗oq
i +----
图14 基于同步坐标系的LC-VSI 双环控制结构
PI PI
P P
Inv.Park Trans Inv.Clarke Trans
SPWM Generator
Clarke
Trans
Park Trans
Clarke
Trans
Park Trans
*q
s U
*sd
U sd
U q
s U *sd
I *q
s I
q s I d
s I a
s I βs I A
U βs U a
s U B
U A
I B
I
1
1ov T s +11
e T s +1
1oi T s +PI
1Ls
1Cs
P
11
oi T s +11
ov T s +*Cq
u C
*i
iq
u oq
i cq
u C
i +-+-
+
-+
-电流内环。