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基于多VSC交互并联拓扑的统一并网接口层共性基础问题研究
结题报告
批准号:
51607037
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
曹武
依托单位:
学科分类:
E0706.电力电子学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王建华、柳伟、刘康礼、赵志宏、季永超、李玲玉
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中文摘要
本项目提出将多VSC交互并联拓扑作为并网接口层的统一形式,围绕存在的内部环流、开关次纹波叠加、交互耦合失稳三方面共性基础问题展开研究,包括:①模块并联环流形成的机理,确定环流形成的影响因素,并制定相应的抑制策略;②从交互并联系统整机的角度,研究开关次纹波叠加问题,综合考虑系统谐振点的个数,分析并优化系统滤波方式,抑制并联系统开关次纹波,从而减小对电网的污染;③研究多VSC间、VSC与电网之间存在的交互耦合失稳问题,分析接入点电网阻抗的不确定性导致并联系统与电网存在潜在的稳定性问题,以及VSC并联模块数的变化引起并网阻抗波动使得并联系统与电网的交互作用问题,实现交互并联系统的稳定高效运行。本项目研究成果将突破VSC多模块并联存在的共性关键技术难题,推动可再生能源、储能以及有源谐波治理等并网电能变换应用领域的发展,具有重要的理论研究价值和应用前景。
英文摘要
The project proposes an unified concept of the grid-connected interface based on the interleaved-parallel VSCs .It is researched about three fundamental studies, including the inner current circulation of multi-parallel VSCs , switching wave superposition and the instability of the interleaved coupling. At first, the principle of loop currents between the paralleled modules will be investigated, and then, in order to suppress the loop currents and allocate the power between the different modules, the corresponding strategies will be proposed based on the specific factors. However, several existing problems decrease the performance of IPVSC, including loop currents between the different modules, the grid population caused by the power electronics facilities and the potential unitability of the VSCs. Therefore, the suppression strategies and the design for grid-connected filter are our focuses. Moreover, the research on impedance-based stability for our system is another focus. In addition, the interleaved stability, which exists in multiple parallel VSCs or between VSC system and the grid, could realize the stable and effictive operation of interleaved parallel systems.The research project will exceed fundamental techniques of interleaved-parallel VSCs, focusing on solving critical problems of high-capacity grid-connected equipment, and enhancing capacity of grid-connected equipment, capability, efficiency and reliability. Project-related achievements are versatile, and have important theoretical research value and application prospects.
在可再生能源并网、储能并网、有源滤波等领域中,电压源型逆变器(Voltage Source Converter, VSC)是运用最为广泛的并网电能变换接口。多逆变器交互并联拓扑具有可实现冗余控制、可实现模块化设计、灵活完成并网接口重构等优点,同时也会带来一些问题,如内部环流问题,开关次纹波叠加问题和交互耦合失稳问题等。针对上述这些问题,本项目提出将多逆变器交互并联拓扑作为并网接口层的统一形式,进行了深入的研究。. 首先,项目研究了模块并联环流形成的机理,确定环流形成的影响因素,在对多机内部环流形成机理及载波移相对于环流的影响分析的基础上,提出了多机内部环流有效抑制策略;其次,从交互并联系统整机的角度,研究了开关次纹波叠加问题,综合考虑系统谐振点的个数,分析并优化系统滤波方式,抑制并联系统开关次纹波,研究了基于载波移相的有源型纹波对消和无源滤波相结合的开关次纹波抑制策略,减小对电网的污染;最后,研究了多VSC间、VSC与电网之间存在的交互耦合失稳问题,利用两端口全导纳形式等效电路进行交互系统稳定性分析,得到了复杂耦合关系下系统各部分的响应表达式,揭示论文强耦合关系的本质,分析接入点电网阻抗的不确定性导致并联系统与电网存在潜在的稳定性问题,以及并联模块数的变化引起并网阻抗波动使得并联系统与电网的交互作用问题,实现交互并联系统的稳定高效运行。. 本项目有效分析了多逆变器并联存在的共性关键技术难题并提出了相应的解决策略,共发表学术论文18篇,其中SCI收录的期刊论文7篇,EI收录会议论文10篇,中文核心期刊论文1篇。此外,相关成果申请发明专利7项,其中4项已授权。本项目的研究成果推动了可再生能源、储能以及有源谐波治理等并网电能变换应用领域的发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Inherent Interaction Analysis for Harmonic Oscillations in the Multi-Paralleled Grid-Connected Inverter System Using a Sum Type Criterion: Global Admittance (GA)
使用求和型准则:全局导纳 (GA) 对多并网逆变器系统中的谐波振荡进行固有相互作用分析
DOI:10.1109/access.2020.2964330
发表时间:2020-01
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:曹武;汪舜羽;康昊天;刘康礼;王青松;赵剑锋
通讯作者:赵剑锋
DOI:--
发表时间:2018
期刊:电力电子技术
影响因子:--
作者:吴木木;曹武;阮立恒;吴小君
通讯作者:吴小君
Harmonic Stability Analysis for Multi-Parallel Inverter-Based Grid-Connected Renewable Power System Using Global Admittance
使用全局导纳的多并联逆变器并网可再生电力系统谐波稳定性分析
DOI:10.3390/en12142687
发表时间:2019-07
期刊:Energies
影响因子:3.2
作者:曹武;刘康礼;汪舜羽;康昊天;范栋琛;赵剑锋
通讯作者:赵剑锋
DOI:10.1109/tia.2019.2908609
发表时间:2019-04
期刊:IEEE Transactions on Industry Applications
影响因子:4.4
作者:曹武;刘康礼;吴木木;许胜;赵剑锋
通讯作者:赵剑锋
Unified Digital Phase-Locked Loop With Multiple Complex Resonators for Both Single- and Three-Phase Grid Synchronization
具有多个复杂谐振器的统一数字锁相环,用于单相和三相电网同步
DOI:10.1109/access.2017.2767087
发表时间:2017-10
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:刘康礼;曹武;赵剑锋;尤鋆
通讯作者:尤鋆
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