電流源型并網(wǎng)變換器阻尼控制技術研究
發(fā)布時間:2021-07-23 13:56
光伏并網(wǎng)變換器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分,其決定了整個系統(tǒng)的功率傳輸效率和性能。相較于電壓型并網(wǎng)變換器,電流型并網(wǎng)變換器因其升壓特性,直流側無需級聯(lián)DC-DC升壓變換器的特點,能夠簡化光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構,提高系統(tǒng)工作效率。電流源并網(wǎng)變換器交流側采用CL濾波器,系統(tǒng)處于欠阻尼,外界的擾動容易導致并網(wǎng)電流振蕩,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此,本文以單相電流源并網(wǎng)變換器為研究對象,對其阻尼控制策略進行了深入的研究和分析。本文首先分析了單相電流型并網(wǎng)變換器工作原理,建立了電流型并網(wǎng)變換器的數(shù)學模型,為系統(tǒng)并網(wǎng)控制的設計與分析奠定了理論基礎。論文詳細分析了單相電流型并網(wǎng)變換器正弦脈寬調制與一維空間矢量調制技術,為系統(tǒng)調制策略的選擇提供理論依據(jù)。同時,為了有效抑制CL濾波器諧振,分析了無源阻尼以及有源阻尼控制原理,對比兩種傳統(tǒng)阻尼控制方式的局限性,為新型阻尼控制方式的研究提供理論依據(jù)。然后,為了抑制CL濾波器引起的諧振,本文設計了電流源并網(wǎng)變換器新型阻尼控制方案。以單相電流源型并網(wǎng)逆變器作為研究對象,分析了基于CL濾波器的單相電流源并網(wǎng)變換器的固有阻尼特性,并借此深入分析采用并網(wǎng)電流反饋的單環(huán)控制系統(tǒng)控...
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構
第1章緒論-3-(1)隔離型光伏并網(wǎng)變換器隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如圖1-1所示,電網(wǎng)和光伏組件之間采用隔離變壓器相連接,共模電流和直流分量注入問題都可以通過這種結構有效的解決,確保了系統(tǒng)的安全、可靠[16]。由圖1-1不同分類可知,依照隔離變壓器的工作頻率的不同,隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構被劃分為兩種類型,即高頻與工頻隔離型。工頻隔離型變壓器存在一些缺點包括耗費大、體積龐大、效率低;高頻隔離型變壓器同樣也存在缺陷包括系統(tǒng)設計過程繁雜、電磁干擾嚴重[17]。a)工頻變壓器隔離型b)高頻變壓器隔離型圖1-1隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構(2)非隔離型光伏并網(wǎng)變換器非隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如圖1-2所示,省去了隔離變壓器。因此該類型變換器與上述隔離型相比,其拓撲簡易、耗費低、高功率密度,然而需要解決共模電流等問題。由圖1-2可知,單級式和多級式是非隔離型并網(wǎng)變換器的兩種不同類型。其中僅含一級電能轉換單元的單級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其效率高于多級式、結構緊湊。a)單級式b)多級式圖1-2非隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構
燕山大學工學碩士學位論文-4-1.2.2電流源并網(wǎng)變換器與電壓源并網(wǎng)變換器對比根據(jù)輸出特性和直流側儲能元器件的不同可將并網(wǎng)逆變器分為電流源并網(wǎng)逆變器與電壓源并網(wǎng)逆變器,它們的拓撲結構如圖1-3和1-4所示。圖1-3電流源型并網(wǎng)變換器拓撲結構圖1-4電壓源型并網(wǎng)變換器拓撲結構兩種不同類型逆變器在結構與性能上的對比如表1-1所示。CSI因其調制方式中會在開關管兩端增加反向電壓,因此不可直接使用常用的IGBT,為了確保功率開關管的反向耐壓能力需要在IGBT上串聯(lián)一個二極管,亦可選用具備正反對稱耐壓能力的功率器件,例如逆阻型IGBT[18]、GTO等。表1-1CSI與VSI性能和結構對比CSIVSI直流側儲能元器件電感L電容C開關邏輯函數(shù)三值邏輯函數(shù)二值邏輯函數(shù)輸出形式高頻電流方波高頻電壓方波交流濾波器結構CLL/LC/LCL二極管位置正向串聯(lián)反并聯(lián)輸出特性升壓降壓
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中國能源產業(yè)十年回顧與展望[J]. 本刊編輯部. 能源. 2018(Z1)
[2]電流源變換器直流鏈電流紋波抑制策略研究[J]. 郭小強,楊勇,王學惠. 中國電機工程學報. 2018(20)
[3]新型非隔離型三相三電平光伏并網(wǎng)逆變器及其漏電流抑制研究[J]. 郭小強,朱鐵影. 電工技術學報. 2018(01)
[4]我國太陽能光伏發(fā)電的可行性研究與展望[J]. 劇晶晶. 山東工業(yè)技術. 2017(14)
[5]光伏并網(wǎng)三相電流型多電平變流器拓撲與控制[J]. 鮑建宇,鮑衛(wèi)兵,李玉玲. 電工技術學報. 2016(08)
[6]采用混合阻尼自適應調整的并網(wǎng)逆變器控制方法[J]. 陳新,王赟程,華淼杰,龔春英,嚴仰光. 中國電機工程學報. 2016(03)
[7]電流型PWM整流器多環(huán)控制策略及其參數(shù)設計[J]. 郭強,劉和平,彭東林,劉慶,張毅. 中國電機工程學報. 2015(05)
[8]靜止坐標系下電流型PWM整流器電流環(huán)控制策略研究及其參數(shù)設計[J]. 郭強,劉和平,彭東林,劉平,張毅. 中國電機工程學報. 2014(15)
[9]有源共模噪聲抑制器在非隔離型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的應用及損耗分析[J]. 蘇娜,徐德鴻. 太陽能學報. 2013(06)
[10]清潔能源優(yōu)先的風–水–火電力系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化調度[J]. 王開艷,羅先覺,吳玲,劉旭晨. 中國電機工程學報. 2013(13)
博士論文
[1]固態(tài)高頻感應加熱電源控制技術的研究[D]. 李亞斌.華北電力大學(河北) 2008
碩士論文
[1]三相電流源并網(wǎng)變換器調制與控制技術研究[D]. 賈曉瑜.燕山大學 2017
[2]三相電流型PWM整流器的研究與實現(xiàn)[D]. 文教普.南京航空航天大學 2014
[3]光伏并網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)建模研究[D]. 李懷花.重慶大學 2013
[4]三相電流型PWM整流器的研究[D]. 王傳兵.浙江大學 2006
本文編號:3299418
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構
第1章緒論-3-(1)隔離型光伏并網(wǎng)變換器隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如圖1-1所示,電網(wǎng)和光伏組件之間采用隔離變壓器相連接,共模電流和直流分量注入問題都可以通過這種結構有效的解決,確保了系統(tǒng)的安全、可靠[16]。由圖1-1不同分類可知,依照隔離變壓器的工作頻率的不同,隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構被劃分為兩種類型,即高頻與工頻隔離型。工頻隔離型變壓器存在一些缺點包括耗費大、體積龐大、效率低;高頻隔離型變壓器同樣也存在缺陷包括系統(tǒng)設計過程繁雜、電磁干擾嚴重[17]。a)工頻變壓器隔離型b)高頻變壓器隔離型圖1-1隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構(2)非隔離型光伏并網(wǎng)變換器非隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如圖1-2所示,省去了隔離變壓器。因此該類型變換器與上述隔離型相比,其拓撲簡易、耗費低、高功率密度,然而需要解決共模電流等問題。由圖1-2可知,單級式和多級式是非隔離型并網(wǎng)變換器的兩種不同類型。其中僅含一級電能轉換單元的單級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其效率高于多級式、結構緊湊。a)單級式b)多級式圖1-2非隔離型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結構
燕山大學工學碩士學位論文-4-1.2.2電流源并網(wǎng)變換器與電壓源并網(wǎng)變換器對比根據(jù)輸出特性和直流側儲能元器件的不同可將并網(wǎng)逆變器分為電流源并網(wǎng)逆變器與電壓源并網(wǎng)逆變器,它們的拓撲結構如圖1-3和1-4所示。圖1-3電流源型并網(wǎng)變換器拓撲結構圖1-4電壓源型并網(wǎng)變換器拓撲結構兩種不同類型逆變器在結構與性能上的對比如表1-1所示。CSI因其調制方式中會在開關管兩端增加反向電壓,因此不可直接使用常用的IGBT,為了確保功率開關管的反向耐壓能力需要在IGBT上串聯(lián)一個二極管,亦可選用具備正反對稱耐壓能力的功率器件,例如逆阻型IGBT[18]、GTO等。表1-1CSI與VSI性能和結構對比CSIVSI直流側儲能元器件電感L電容C開關邏輯函數(shù)三值邏輯函數(shù)二值邏輯函數(shù)輸出形式高頻電流方波高頻電壓方波交流濾波器結構CLL/LC/LCL二極管位置正向串聯(lián)反并聯(lián)輸出特性升壓降壓
【參考文獻】:
期刊論文
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[4]我國太陽能光伏發(fā)電的可行性研究與展望[J]. 劇晶晶. 山東工業(yè)技術. 2017(14)
[5]光伏并網(wǎng)三相電流型多電平變流器拓撲與控制[J]. 鮑建宇,鮑衛(wèi)兵,李玉玲. 電工技術學報. 2016(08)
[6]采用混合阻尼自適應調整的并網(wǎng)逆變器控制方法[J]. 陳新,王赟程,華淼杰,龔春英,嚴仰光. 中國電機工程學報. 2016(03)
[7]電流型PWM整流器多環(huán)控制策略及其參數(shù)設計[J]. 郭強,劉和平,彭東林,劉慶,張毅. 中國電機工程學報. 2015(05)
[8]靜止坐標系下電流型PWM整流器電流環(huán)控制策略研究及其參數(shù)設計[J]. 郭強,劉和平,彭東林,劉平,張毅. 中國電機工程學報. 2014(15)
[9]有源共模噪聲抑制器在非隔離型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的應用及損耗分析[J]. 蘇娜,徐德鴻. 太陽能學報. 2013(06)
[10]清潔能源優(yōu)先的風–水–火電力系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化調度[J]. 王開艷,羅先覺,吳玲,劉旭晨. 中國電機工程學報. 2013(13)
博士論文
[1]固態(tài)高頻感應加熱電源控制技術的研究[D]. 李亞斌.華北電力大學(河北) 2008
碩士論文
[1]三相電流源并網(wǎng)變換器調制與控制技術研究[D]. 賈曉瑜.燕山大學 2017
[2]三相電流型PWM整流器的研究與實現(xiàn)[D]. 文教普.南京航空航天大學 2014
[3]光伏并網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)建模研究[D]. 李懷花.重慶大學 2013
[4]三相電流型PWM整流器的研究[D]. 王傳兵.浙江大學 2006
本文編號:3299418
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