發(fā)布時間：2017-10-23 01:18

  本文關鍵詞：基于下垂控制的微網逆變器控制策略研究

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【摘要】：微電網通過將一定區(qū)域內的分布式發(fā)電組織起來,充分利用可再生能源,為當地負荷供能,或與電網并聯運行,從而提高電力系統的安全性和可靠性,增強電網抵御自然災害的能力,對于電網乃至整個國家安全都有重大的現實意義。逆變器作為微電網中的基本接口,將分布式能源轉變?yōu)榻涣餍问?提供給負荷或電網,在微電網電能變換中起到了至關重要的作用。本文對采用下垂控制的微網逆變器進行了深入的研究,給出了三相逆變器的準確數學模型,分別建立了其電壓電流雙環(huán)和功率環(huán)的小信號模型。在此基礎上,分別對有功-頻率下垂系統及無功-幅值下垂系統的穩(wěn)定性和動態(tài)性進行分析,得出系統的穩(wěn)定性和動態(tài)性主要和下垂系數以及功率濾波器的設計有關,并給出了下垂系數和功率濾波器的設計方法。此外,搭建了逆變器并聯的仿真和實驗平臺,進行理論分析和實驗驗證。隨后,針對微電網連線阻抗呈阻感性的特點,采取基于SOGI虛擬阻抗法使連線阻抗呈主感性,實現有功無功解耦控制,提高系統的穩(wěn)定性和功率均分能力,減小實際連線電感的感值�；赟OGI虛擬阻抗不僅能避免因電流微分而引入的噪聲,還可以濾除系統帶非線性負載而產生的諧波電流,使得虛擬電壓中不含諧波。推導了在dq旋轉坐標系下基于SOGI虛擬阻抗的實現方法。此外,給出了逆變器連線阻抗的設計方法,并提出了變虛擬阻抗的方法來減小并聯瞬間的沖擊電流,改善穩(wěn)態(tài)輸出特性。最后,針對主從結構的微電網系統,研究了一種混合控制策略:并網運行時,主逆變器采用下垂控制,以應對電網突發(fā)故障而發(fā)生的被動孤島轉換;孤島運行時,下垂系數逐漸減小為零,退化為v/f控制,以提供更加穩(wěn)定的母線控制性能。為實現系統運行模式和控制方式之間的平滑轉換需求,提出相應的控制邏輯,并提出了適用于下垂控制策略的預同步方法。仿真和實驗結果表明所提控制策略和控制邏輯的有效性、優(yōu)異性。
【關鍵詞】：三相逆變器 下垂控制 SOGI虛擬阻抗 平滑切換
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 微電網的系統構架14-15
• 1.3 微網逆變器的控制策略15-18
• 1.3.1 基于P/Q和v/f控制策略的微網逆變器運行模式切換分析15-16
• 1.3.2 基于下垂控制策略的微網逆變器16-18
• 1.4 基于下垂控制策略的微網逆變器的國內外研究現狀18-20
• 1.5 本文的研究意義和主要內容20-22
• 第二章 常規(guī)下垂控制的逆變器建模與穩(wěn)定性分析22-41
• 2.1 基于下垂控制的逆變器的結構及控制22-23
• 2.2 逆變器的數學模型23-25
• 2.2.1 abc三相靜止坐標系下的數學模型23-24
• 2.2.2 αβ 坐標系下的數學模型24
• 2.2.3 dq旋轉坐標系下的數學模型24-25
• 2.3 電壓電流雙環(huán)參數分析25-31
• 2.3.1 電流環(huán)參數分析25-29
• 2.3.2 電壓環(huán)參數分析29-31
• 2.4 功率環(huán)的建模與分析31-35
• 2.4.1 功率環(huán)的建模31-32
• 2.4.2 功率環(huán)的參數設計及穩(wěn)定性分析32-35
• 2.5 逆變器并聯系統的仿真與實驗分析35-40
• 2.5.1 仿真與實驗參數35
• 2.5.2 逆變器并聯時的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)實驗35-37
• 2.5.3 不同阻性負載下并聯瞬間的電流沖擊37-38
• 2.5.4 帶整流性負載實驗分析38-39
• 2.5.5 不同下垂系數的動態(tài)響應39-40
• 2.6 本章小結40-41
• 第三章 基于二次廣義積分虛擬阻抗的下垂控制策略41-53
• 3.1 基于虛擬阻抗的下垂控制數學模型41-43
• 3.1.1 三相靜止坐標系下的數學模型41-42
• 3.1.2 兩相靜止坐標系下的數學模型42
• 3.1.3 dq兩相旋轉坐標系下的數學模型以及虛擬阻抗實現方法42-43
• 3.2 基于SOGI虛擬阻抗控制策略43-49
• 3.2.1 SOGI虛擬阻抗方法的原理43-46
• 3.2.2 基于SOGI虛擬阻抗的下垂控制策略46-47
• 3.2.3 基于虛擬阻抗的仿真分析47-49
• 3.3 連線電感的設計與虛擬阻抗的實現49-52
• 3.3.1 并網瞬間的沖擊電流分析49
• 3.3.2 連線電感Lc造成的相位差分析49
• 3.3.3 采用變虛擬阻抗在逆變器并網瞬間沖擊電流的抑制方法49-50
• 3.3.4 實驗分析50-52
• 3.4 本章小結52-53
• 第四章 基于混合控制的微網逆變器控制策略研究53-64
• 4.1 微網逆變器的混合控制策略53-57
• 4.1.1 孤島切換至并網54-57
• 4.1.2 并網切換至孤島57
• 4.2 仿真及實驗分析57-63
• 4.2.1 仿真分析57-60
• 4.2.2 實驗驗證和分析60-63
• 4.3 本章小結63-64
• 第五章 總結與展望64-66
• 5.1 全文工作總結64
• 5.2 下一步工作展望64-66
• 參考文獻66-71
• 致謝71-72
• 在學期間發(fā)表的論文及參與完成的項目72

【參考文獻】

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本文編號：1080959