祝贺【西安交通大学】新能源并网控制团队发表高水平论文
发布时间：
2025-03-18 14:27
来源：
学术报告摘要
西安交通大学新能源并网控制团队考虑到在电网频率发生漂移，系统可能同时会失去交流电压传感器提供的电网电压信息的极端工况下，后级三相逆变器也应能够安全稳定地并入弱网。为此基于虚拟磁链的电网电压估计器，提出了一种基于牛顿-拉夫逊方法的改进型有限位置集锁相环的带有准比例复数积分控制器的频率自适应控制策略。在文中使用了南京9001jcc金沙以诚为本YXPHM-TP210b 并网逆变器，控制器为 TI 公司TMS320F28335，交流和直流电流传感器均采用LEM公司LAH25-NP，开关管是英飞凌FS100R12KT4G，通过该实验平台很有效的验证了本文所提出的策略。
9001jcc金沙以诚为本YXPHM-TP210b
助力论文发表
特别致谢
西安交通大学
先进电磁调控与电能转换技术研究中心
论文题目：A Frequency Adaptive Control Strategy for Grid-Connected Inverters without AC Voltage Sensor Based on an Improved Finite Position Set-Phase Locked Loop
作者：杨浩，杨黎晖，陈硕，史金柱，金澳
期刊名称：IEEE Transactions on Power Electronics
影响因子：6.6（中科院分区：一区）
引用格式：H. Yang, L. Yang, S. Chen, J. Shi and A. Jin, "A Frequency Adaptive Control Strategy for Grid-Connected Inverters Without AC Voltage Sensor Based on an Improved Finite Position Set-Phase Locked Loop," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 40, no. 3, pp. 3938-3951, March 2025, doi: 10.1109/TPEL.2024.3501284.
论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10756529
杨浩
西安交通大学工学博士生，现就读于西安交通大学电气工程学院先进电磁调控与电能转化技术研究中心（CAEMEC），中国电机工程学会学生会员。主要从事新能源储能并网控制与电工装备先进制造等研究。
背景
近年来，随着分布式发电技术的快速发展，以光伏和风能为代表的新能源在整个能源系统中所占比重迅速上升。截至 2023 年 04 月，我国风电装机容量3.8×108kW，光伏发电装机容量4.4×108kW，两者的总装机容量已达到8.2×108kW，占全国发电装机总容量的 30.9%，其中风电占比 14.3%，光伏发电占比 16.6%。
三相并网逆变器（Grid-Connected Inverter，GCI）在以新能源为主的新型电力系统中发挥着重要作用。因此，确保GCI的控制策略在不同运行条件下，特别是在弱电网和电网频率变化的情况下，具有良好的输出性能至关重要。
待解决问题
然而，要实现GCI良好的性能指标，需要多个传感设备协同工作，如交流电网电压传感器、直流输入电压传感器、交流逆变器侧电流传感器等。随着所用传感器数量的增加，系统的成本和复杂性也将提升。由于GCI控制策略的稳定运行依赖于系统中每个传感器的正常工作，系统的可靠性将会降低。因此，针对在电网频率发生漂移的同时，后级三相逆变器的交流电压传感器也发生故障无法正常运行的这种极端工况下，提出能够使无交流电压传感器的三相逆变器稳定并网的控制策略十分关键。
研究方法
1、提出了一种基于VF电压估计方法的三相无交流电压传感器GCI的频率自适应控制策略。
2、为了在电网频率变化下以较低的计算负担有效获取电网信息，提出了基于改进牛顿-拉弗森法的有限位置集相位锁定环。
3、提出了一种频率自适应准比例复数积分控制策略，以增强GCI在频率变化下的输出性能。
内容
结果与展望
针对电网频率漂移的并网环境，本文提出了一种综合改进的优化控制策略，旨在提升电网频率变化时无交流电压传感器的并网逆变器输出性能。已通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。由此可得出以下结论：
1）用于估计电网电压的VF估计器通过用频率自适应双一阶低通滤波器替换积分器而得到改进。实验结果表明，所提的电网电压估计器即使在电网频率变化的情况下也能消除电网电压估计中的误差。与已提出电网电压估计方法相比，所提的电网电压估计方法实施更简单，且鲁棒性更强。
2）本文提出的INR-FPS-PLL，不仅具有高的收敛速度，还具有不错的最大迭代精度。与传统PLL和二分法的FPS-PLL相比，所提的INR-FPS-PLL能以更低的计算负担（仅需6次迭代）高效地获取电网信息。
3）所采用的QPCI控制器能在电网频率变化时为系统提供更大的稳定裕度。此外，将INR-FPS-PLL获取的电网频率信息引入QPCI控制器中，实现了频率自适应控制策略。
因此，采用该控制策略后，并网逆变器在弱电网条件下，电网频率变化时系统也能获得好的输出性能。
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