本文關(guān)鍵詞：T型三電平逆變器在微網(wǎng)系統(tǒng)中的控制策略研究

  更多相關(guān)文章： T型NPC 下垂控制 虛擬阻抗 雙模式切換 諧波觀測器 復(fù)合控制

【摘要】：微電網(wǎng)能夠在電網(wǎng)正常運(yùn)作時(shí)并網(wǎng)運(yùn)行,在電網(wǎng)故障時(shí)對整個負(fù)載系統(tǒng)獨(dú)立供電。逆變器作為微電網(wǎng)應(yīng)用中重要的電力電子單元,其工作狀態(tài)將直接決定整個微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。本文選用以T型NPC逆變器,并在此基礎(chǔ)上本文主要研究內(nèi)容如下:(1)針對傳統(tǒng)SVPWM策略計(jì)算量大、實(shí)現(xiàn)效率低等問題,采用基于g-h坐標(biāo)系的SVPWM提升調(diào)制策略的效率。深入分析基于g-h坐標(biāo)系SVPWM中矢量合成過程,根據(jù)奇函數(shù)特征,提出一種改進(jìn)型調(diào)制策略,對每個開關(guān)周期中矢量合成順序進(jìn)行重新排列,通過Matlab對這種改進(jìn)型調(diào)制策略與傳統(tǒng)調(diào)制策略進(jìn)行仿真對比,結(jié)果表明改進(jìn)型的調(diào)制策略實(shí)現(xiàn)簡單,在提高調(diào)制效率的同時(shí),減少調(diào)制中輸出電壓的諧波含量。g-h g-h(2)根據(jù)微網(wǎng)系統(tǒng)中的運(yùn)行特點(diǎn),本文采用下垂控制與前饋解耦控制組成逆變器三環(huán)控制。研究低壓運(yùn)行中下垂控制的相關(guān)特征,采用虛擬阻抗策略實(shí)現(xiàn)功率精確控制。為了滿足逆變器能在微網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)雙模式平滑切換,根據(jù)下垂控制中有功與無功環(huán)的特點(diǎn),提出一種的雙模式切換策略,該策略能在了兩種模式之間無縫切換,設(shè)計(jì)調(diào)試簡單,通過Matlab進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明使用該切換策略能夠穩(wěn)定快速實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)與孤島雙模式的切換。(3)為了對逆變器輸出電壓與電流中的諧波信息檢測,提出一種基于狀態(tài)觀測器理論的諧波觀測算法,采用多模塊設(shè)計(jì),對混合信號中各次諧波信息進(jìn)行分離觀測,并且產(chǎn)生各諧波信息所對應(yīng)的正交信號,利用所得到信息計(jì)算出虛擬阻抗,利用Matlab對諧波觀測器算法進(jìn)行仿真,結(jié)果表明對于任一周期性信號,該算法能夠?qū)崟r(shí)快速的對其中諧波信息及其正交信號進(jìn)行觀測。(4)針對逆變器在孤島運(yùn)行中的輸出電壓中諧波問題,根據(jù)前饋控制理論,利用諧波觀測器算法,提出一種前饋消諧算法,通過輸出電壓與電流中的諧波信息,將其與三環(huán)控制中所產(chǎn)的調(diào)制指令進(jìn)行合成新的調(diào)制波形。將諧波前饋算法與上述所提出調(diào)制策略與控制算法結(jié)合出一種復(fù)合控制算法,通過Matlab進(jìn)行仿真,結(jié)果表明基于復(fù)合控制算法的T型NPC逆變器能夠在微網(wǎng)系統(tǒng)中,提高輸出電能質(zhì)量,能夠快速響應(yīng)且穩(wěn)定運(yùn)行。(5)基于TMS28377S、FPGA與STM32設(shè)計(jì)全數(shù)字控制平臺,搭建了T型NPC逆變器的實(shí)驗(yàn)裝置,并對本文中一部分策略與算法進(jìn)行了硬件實(shí)驗(yàn),最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了相關(guān)算法的有效性與可行性。
【關(guān)鍵詞】：T型NPC 下垂控制 虛擬阻抗 雙模式切換 諧波觀測器 復(fù)合控制
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 接口逆變器拓?fù)?/span>12-13
• 1.2.1 二極管型NPC拓?fù)?/span>12
• 1.2.2 有源NPC拓?fù)?/span>12-13
• 1.2.3 T型NPC拓?fù)?/span>13
• 1.3 微網(wǎng)運(yùn)行控制方法13-16
• 1.3.1 具有互聯(lián)線并聯(lián)控制13-16
• 1.3.2 無互聯(lián)線并聯(lián)控制16
• 1.4 諧波觀測問題16-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 T型NPC逆變器19-30
• 2.1 T型三電平逆變器簡介19-22
• 2.2 調(diào)制策略22
• 2.3 SVPWM策略基本原理22-25
• 2.3.1 基于g-h坐標(biāo)系SVPWM策略24-25
• 2.4 基于g-h坐標(biāo)系SVPWM策略的改進(jìn)25-28
• 2.5 中點(diǎn)電壓平衡策略28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于三環(huán)控制T型NPC逆變器建模30-43
• 3.1 T型三電平逆變器的三環(huán)控制結(jié)構(gòu)30-31
• 3.2 T型NPC逆變器數(shù)學(xué)模型31-33
• 3.3 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)33-36
• 3.4 電壓外環(huán)設(shè)計(jì)36-39
• 3.5 基于下垂控制的功率環(huán)39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于下垂控制微網(wǎng)逆變器算法改進(jìn)43-62
• 4.0 引言43
• 4.1 基于虛擬阻抗的下垂控制43-45
• 4.2 微網(wǎng)運(yùn)行下雙模式切換45-47
• 4.2.1 兩種模式工作特點(diǎn)45
• 4.2.2 模式切換策略45-47
• 4.3 諧波觀測器設(shè)計(jì)47-57
• 4.3.1 混合輸入信號建模48-49
• 4.3.2 連續(xù)諧波觀測器設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.3 連續(xù)諧波觀測器仿真與頻域特性50-52
• 4.3.4 輸入信號離散化建模52
• 4.3.5 離散諧波觀測器設(shè)計(jì)52-54
• 4.3.6 離散諧波觀測器仿真54-55
• 4.3.7 采用諧波觀測器算法實(shí)現(xiàn)虛擬阻抗55-57
• 4.4 基于虛擬阻抗下垂控制的下垂參數(shù)改進(jìn)57-58
• 4.5 基于諧波觀測器的前饋消諧方法58-60
• 4.6 復(fù)合控制策略60-61
• 4.7 小結(jié)61-62
• 第5章 仿真與實(shí)驗(yàn)62-89
• 5.1 仿真分析與實(shí)現(xiàn)62-73
• 5.1.1 T型三電平NPC調(diào)制62-63
• 5.1.2 中點(diǎn)平衡策略仿真63-65
• 5.1.3 基于雙環(huán)控制仿真65-66
• 5.1.4 基于復(fù)合型下垂控制的微網(wǎng)仿真66-71
• 5.1.5 基于復(fù)合型下垂控制的逆變器兩種模式切換仿真71-73
• 5.2 硬件與軟件設(shè)計(jì)簡述73-74
• 5.3 硬件設(shè)計(jì)74-76
• 5.3.1 直流側(cè)電容設(shè)計(jì)74-75
• 5.3.2 LC濾波器設(shè)計(jì)75
• 5.3.3 調(diào)理保護(hù)電路75-76
• 5.4 軟件設(shè)計(jì)76-82
• 5.4.1 基于TMS320F28377S程序設(shè)計(jì)76-80
• 5.4.2 基于FPGA調(diào)制與保護(hù)設(shè)計(jì)80-81
• 5.4.3 基于STM32的LED上位機(jī)81-82
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析82-87
• 5.5.1 T型NPC開環(huán)實(shí)驗(yàn)82-84
• 5.5.2 諧波觀測器算法實(shí)驗(yàn)84-86
• 5.5.3 基于復(fù)合型下垂控制T型NPC孤島運(yùn)行實(shí)驗(yàn)86-87
• 5.6 小結(jié)87-89
• 第6章 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 全文總結(jié)89
• 6.2 后續(xù)工作展望89-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果96

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李鵬;張玲;王偉;楊希磊;趙義術(shù);;微網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2009年20期

2 韓奕;張東霞;胡學(xué)浩;梁才浩;程軍照;梁惠施;;中國微網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年01期

3 撖奧洋;鄧星;文明浩;李惠宇;陳曉燕;;高滲透率下大電網(wǎng)應(yīng)對微網(wǎng)接入的策略[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年01期

4 楊仁花;黃偉;關(guān)麗;劉令富;;微網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行控制[J];電網(wǎng)與清潔能源;2010年01期

5 王志霞;張會民;田偉;;微網(wǎng)研究綜述[J];電氣應(yīng)用;2010年06期

6 魯貽龍;王斌;曹祖亮;;儲能系統(tǒng)改善微網(wǎng)動態(tài)性能的研究[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年01期

7 牛銘;黃偉;郭佳歡;蘇玲;;微網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2010年11期

8 馬力;;混合系統(tǒng)微網(wǎng)控制策略分析[J];電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報(bào);2010年06期

9 王錫琳;;含有光伏電源的微網(wǎng)綜述[J];安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年02期

10 歐陽，

本文編號：966263