逆变器

针对目前直流系统蓄电池组核容放电试验费时费力的问题，提出智能在线核容放电技术，采用可电动操作的断路器对蓄电池组进行解列操作，通过并网逆变器将直流电逆变成交流380V并入电网，循环使用，节能环保。当达到停止放电条件时，停止放电，恢复系统原有状态，并记录放电过程中的相关蓄电池参数，形成核容放电试验报告。就地设备通过电力系统数据综合网，将片区变电站核容放电设备接入核容放电服务器，统一进行监控管理，可通过监控终端电脑进行各个变电站的远程核容放电试验。

分布式电源群调群控建设实践，主要通过系统性考虑主配网潮流、电压等各项要素，基于 “全感知”和“群调群控”两个维度加强分布式光伏电源调度运行管理。全面梳理分布式光伏电源设备台账，依托基于调控云的水电及新能源平台实现所有包括0.4千伏在内的分布式电源全面采集及观测。通过整合营配调各业务系统的档案信息、多源泛在数据，开展中低压水电及新能源的标准化建模与采集，因地制宜规范采集频度，建立数据同步机制，弥补原有调度主站中低压水电及新能源数据的空缺，建设基于调控云的水电及新能源模块，引入水利、气象等多源信息辅助开展数据纠偏，最终实现泛在分布式电源实时数据的全感知。开发分布式电源群调群控系统，技术路线是以配电主站为核心，根据不同应用场景需求下达各个分布式电源需要调节的数值；将调节指令下达给多个分布式电源群调群控子站；由群调群控子站负责分配各个逆变器的启停，实现多个分布式电源的批量调节，如图2所示。基于以上系统，再根据电网侧需求，实现分布式光伏电源集中执行电网实时平衡控制和安全自校正控制，集群参与电网有功、无功电压等动态调节，进而优化利分布式能源，并保障主配网安全经济运行。

虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)技术可以使并网逆变器具有与同步发电机类似的外特性。VSG系统暂态稳定性的主要影响因素是虚拟惯量和阻尼系数，但现有的控制策略在参数调节过程中存在灵活性不足的缺点，不能有效解决系统暂态稳定性和暂态恢复时间的问题。针对这一问题，提出动态调节阻尼补偿量的概念。将阻尼系数和阻尼补偿量共同作为系统的等效阻尼系数，设计了基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制策略，实现了参数之间的解耦，使系统的阻尼随着系统频率的变化进行动态调整。通过建立VSG数学模型，确定了参数的具体取值范围。最后，在仿真平台上搭建VSG系统，分别在出力波动和低压穿越两种工况下验证了所提控制策略相较于传统RBF控制策略的优越性。

为保证并网系统中三电平中点箝位（neutral point clamped，NPC）型并网逆变器单相桥臂短路或断路故障后持续运行，提出一种基于空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation，SVPWM）的优化补偿型低共模电压容错控制策略。首先，通过分析故障后八开关三相逆变器（eight switch three phase inverters，ESTPI）拓扑开关状态对应的共模电压大小，确定参考电压矢量合成规则；然后，通过一个基波周期内中点电流情况分析中点电位波动机理，进而对空间矢量合成进行调节补偿；最后，设计低通滤波器和滞环控制器进一步对补偿进行优化调整，保证并网电流质量的同时有效抑制了直流母线中点电位偏移。仿真结果表明，该容错控制策略能够实现三电平NPC并网逆变器单相桥臂故障后并网系统的稳定可靠运行，每个基波周期有三分之一时间的共模电压得到改善，优化补偿后的并网电流质量显著提高，且在并网电流突变时具备良好的控制特性。

LCL型并网逆变器是分布式发电与电网实现能量双向流动的重要装置，其电流控制方法通常需要多个电压电流传感器实现有源阻尼及并网电流控制，而这会增加系统成本。提出一种基于状态重构准谐振扩张状态观测器的全状态观测系统，只需一个逆变器侧电感电流传感器即可实现对所需状态变量的实时观测。通过在扩张状态观测器中每个状态变量的观测通道添加准谐振环节，解决传统扩张状态观测器跟踪正弦信号需要高观测器增益问题。同时，针对在dq轴坐标系下的并网电流控制存在强耦合问题，设计了将耦合项作为总扰动当中一部分的自抗扰电流控制器，简化了传统电流控制当中复杂的解耦过程。软件数值仿真结果表明，该控制策略表现出良好的观测效果及电流跟踪效果。

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题，提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration, DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式，利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率，实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量，通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证，基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明，所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题，并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减，提升光伏逆变器的无功功率调节量。

针对光伏逆变器集中控制对源、荷短时波动考虑不足的问题，提出一种鲁棒集中–就地控制策略。首先，以网损和弃光量加权最小为目标，建立逆变器有功、无功集中控制模型；针对控制间隔内短时波动导致的电压越限和潮流波动，以集中控制结果为参考，通过动态参数就地控制策略平抑波动，提出无功出力–有功削减–斜率参数的三参数集中–就地控制模型。其次，采用区间模型建模短时波动，以极端波动场景的电压偏差最小为目标，建立就地控制策略鲁棒优化模型。最后，基于二阶锥规划和灵敏度分析，提出控制策略的求解方法，通过算例验证模型的有效性，并分析波动性、渗透率、逆变器容量对控制的影响，提升主动配电系统的运行安全性和经济性。

为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求，设计了双重自适应系数，并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数，前者可提高系统动态特性并增强适用性，后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡，能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度，可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求，具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后，通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。

新能源并网将不断挤占常规机组开机容量，降低系统转动惯量和调频能力，导致频率变化加快、波动幅度增大，因此需要新能源机组提供主动惯性支撑。但是新能源机组动态特性完全不同于同步发电机，传统摇摆方程已难以全面刻画新型电力系统频率受扰后的动态过程。为此，建立新型电力系统的惯量模型，可以准确刻画同步发电机、跟网型和构网型逆变器的惯量响应过程。提出惯量的实时测量方法，采用改进多项式曲线拟合法和系统辨识法，实现了对系统转动惯量和区域内惯量的准确感知。最后通过仿真，对新型电力系统等效惯量进行了量化评估，验证了所提的测量方法和数学模型的有效性。 Integration of new energy sources will continuously encroach upon the startup capacity of conventional units, reducing system's rotational inertia and frequency regulation capabilities. This leads to accelerated frequency changes and increased fluctuation amplitudes. Therefore, it is imperative for new energy units to provide active inertia support. However, the dynamic characteristics of new energy units differ significantly from synchronous generators, making traditional swing equations inadequate to fully reflect the dynamic process of frequency response in new-type power systems after disturbances. Therefore, an inertia model for new-type power systems is established to accurately characterize the inertia response process of synchronous generators, grid-following inverters, and gridforming inverters. A real-time inertia measurement method is proposed, which employs an improved polynomial curve fitting method(PCFM) and system identification method to accurately identify the system's rotational inertia and regional inertia. Finally, through simulation, a quantitative assessment of the equivalent inertia of new-type power systems is conducted, and the effectiveness of the proposed measurement method and mathematic