[01211004]并网电压控制型逆变器关键技术及应用

项目属于逆变器控制技术领域,适用于分布式电源并网以及微网系统中直流-交流转换环节。面对大量分布式电源接入配电网引起的高渗透率问题,传统电流型逆变器在电网电压及频率的调节、电网故障时进行运行模式切换,逆变器并联环流抑制等方面存在困难。因此亟需提升逆变器应对各种复杂环境的控制调节能力。谐波检测与分离技术直接影响了逆变器控制策略的选取,对逆变器同步,功率控制等环节也至关重要。为了提高时效性和精确性,需要对信号检测方法进行优化。关键技术发明点： 1、提出一种通频型单相交流电源基波与谐波的快速检测与计算方法,改进传统正交变换的谐波检测方式,通过锁相环得到电网频率,提取正交坐标系dq轴的投影峰值,实现型基波,谐波的快速检测。该方法具有快速精准的特点,能满足分布式发电系统对公共接入点电能质量的实时掌控,而且适用于电流型等常规逆变器,能够实现宽范围条件下的即插即用。 2、利用三角函数的正交特性,使用对应频率的正交因子,提取正交坐标系dq轴的投影峰值,再通过锁相环实时获取信号频率,分别得到基波,谐波与直流量。此方法能做到对直流分量、谐波分量、交流分量的实时分离,而且精度高,不存在忽略项,理论上不存在误差。该方法采用了变参数的方式,无需对整个算法参数进行调整,便于模块化应用。 3、提出一种带有可控等效阻抗的电压控制型逆变器,设置的前馈环节能够解耦电压幅值与频率调节,通过控制环路的设计和控制参数的设定,使得等效阻抗精确可控,且从外特性上可模拟同步发电机的频率及电压控制特性,使逆变器具备调节电网电压和频率的功能,有效提升电网对分布式电源接纳能力。 该项目目前已经取得三项发明专利授权,发表SCI/EI论文8篇。项目成果经由上海太阳能科技有限公司和上海艾伏新能源科技有限公司合作,在分布式光伏电站搭建以及运行阶段,验证了该逆变器的多项性能指标。电网电压波动时,改进的谐波检测技术能够快速精准的分离出基波与谐波,逆变器以此调整输出,对公共接入点电压起到有效支撑,同时利用自身同步发电机特性保持供电连续性,保障负载正常供电。在多台逆变器并联运行中,通过虚拟阻抗的配置减少环流,减弱功率耦合,并且不需额外增加硬件设备,降低了运行成本。因此,该项目由于其好的稳态和动态特性,能够有效保障负载电能质量,更好的消纳吸收分布式电源产生的电能,在清洁能源发电比例日益提升的今天,具有广阔应用前景。