【摘要】：環(huán)境污染和能源危機(jī)問題愈加凸顯,人類在尋求可持續(xù)發(fā)展的探索中愈加關(guān)注太陽能、風(fēng)能等可再生能源的開發(fā)利用。分布式發(fā)電系統(tǒng)作為新型的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有小型模塊化、分散性的特點(diǎn),很好的彌補(bǔ)了可再生能源能量分布不集中的缺陷。分布式發(fā)電系統(tǒng)在滿足自給自足的情況下,將多余電能并網(wǎng)傳輸給公共電網(wǎng),達(dá)到補(bǔ)給公共電網(wǎng)的作用。因此如何穩(wěn)定高效的將分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)成為各國學(xué)者研究的熱點(diǎn),這一過程中快速精準(zhǔn)感知公共電網(wǎng)相位、頻率和幅值信息,以便及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)整控制策略是至關(guān)重要的。鎖相環(huán)是獲取電壓信息的有效方法,基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的鎖相環(huán)是較成熟的解決方案,但在電網(wǎng)電壓不平衡或者發(fā)生畸變時(shí),環(huán)路中存在較多的二次諧波,嚴(yán)重降低鎖相效果。本文就此作為切入點(diǎn),對不平衡和畸變電網(wǎng)下三相鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。首先,本文探討了提取電壓正序基級分量的方法。詳細(xì)分析電網(wǎng)存在擾動時(shí)電壓矢量關(guān)系,介紹成熟的正交信號發(fā)生器技術(shù),深入研究基于二階廣義積分解耦法、雙同步坐標(biāo)系解耦法的傳遞函數(shù),總結(jié)各正負(fù)序解耦方法對正負(fù)序分量濾波的等效性。其次,在對現(xiàn)有的正負(fù)序解耦與鎖相方法總結(jié)基礎(chǔ)上,將瞬時(shí)功率理論引入鎖相環(huán)研究,利用該理論對諧波處理的優(yōu)勢,在環(huán)路中構(gòu)造出參考電流,提出一種新的基于參考電流的鎖相環(huán)方法,并利用變參數(shù)PI控制器進(jìn)行優(yōu)化。在基于參考電流鎖相環(huán)的研究基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)電網(wǎng)不平衡下鎖相環(huán)電路框圖,分析對比各鎖相環(huán)方法優(yōu)缺點(diǎn)。最后,通過Matlab仿真平臺模擬不平衡和畸變電網(wǎng)情況,將以上各方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),得到穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和動態(tài)響應(yīng),對結(jié)果進(jìn)行分析討論,證實(shí)本文提出的鎖相環(huán)方法在電網(wǎng)故障下能準(zhǔn)確檢測電壓相位和頻率信息,對各方法檢測效果進(jìn)行綜合比對,結(jié)果表明該方法具有一定優(yōu)勢。
[Abstract]:The problems of environmental pollution and energy crisis are becoming more and more prominent. In the exploration of sustainable development, human beings pay more attention to the development and utilization of renewable energy such as solar energy and wind energy. As a new type of power conversion system, distributed power generation system has the characteristics of small modularization and dispersion, which makes up for the lack of centralized energy distribution of renewable energy. Under the condition of self-sufficient, the distributed power generation system connects the excess power to the public power grid, and achieves the function of replenishing the public power grid. Therefore, how to connect the distributed power generation system to the power grid stably and efficiently has become the focus of scholars all over the world. In this process, the phase, frequency and amplitude information of the public power grid are quickly and accurately sensed. In order to adjust the control strategy timely and accurately is very important. Phase-locked loop is an effective method to obtain voltage information. Phase-locked loop based on synchronous rotating coordinates is a mature solution, but when the voltage of power grid is unbalanced or distorted, there are more second harmonics in the loop, which seriously reduces the phase-locked effect. In this paper, the three-phase-locked loop (PLL) technology under unbalanced and distorted power grid is studied in detail. Firstly, the method of extracting positive sequence base level components of voltage is discussed in this paper. The relationship of voltage vector when there is disturbance in power grid is analyzed in detail, the mature orthogonal signal generator technology is introduced, and the transfer function based on second-order generalized integral decomposition coupling method and double synchronous coordinate system decoupling method is deeply studied. The equivalence of each positive and negative order decoupling method for positive and negative sequence component filtering is summarized. Secondly, on the basis of summing up the existing positive and negative sequence decoupling and phase-locked methods, the instantaneous power theory is introduced into the study of phase-locked loop, and the reference current is constructed in the loop by using the advantages of this theory for harmonic processing. A new phase-locked loop method based on reference current is proposed and optimized by variable parameter PI controller. Based on the research of reference current phase-locked loop, the circuit diagram of phase-locked loop under unbalanced power grid is designed, and the advantages and disadvantages of each phase-locked loop method are analyzed and compared. Finally, through the Matlab simulation platform to simulate the imbalance and distortion of the power grid, the above methods are simulated, the steady-state response and dynamic response are obtained, and the results are analyzed and discussed. It is proved that the phase-locked loop method proposed in this paper can accurately detect voltage phase and frequency information under power grid fault, and the detection results of each method are compared synthetically. The results show that this method has certain advantages.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM761

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本文編號：2488516