發(fā)布時(shí)間：2017-12-25 17:23

  本文關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)電流環(huán)控制與離網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用研究　出處：《東南大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 儲(chǔ)能變流器 矢量調(diào)制 電壓平衡 電流環(huán)控制 延時(shí)補(bǔ)償 不平衡控制 閉環(huán)奇異點(diǎn) 電壓源控制

【摘要】：儲(chǔ)能既可作為發(fā)電單元又可作為負(fù)荷單元,對(duì)可再生能源發(fā)電消納、電力"削峰填谷"、電動(dòng)汽車以及微電網(wǎng)的建設(shè)等發(fā)揮舉足輕重的作用,并構(gòu)成未來智能電網(wǎng)的重要組成部分。本文以低壓模塊化PCS為研究對(duì)象,重點(diǎn)圍繞多電平VSC的矢量調(diào)制與電壓平衡、PCS并網(wǎng)模式電流環(huán)的控制以及PCS離網(wǎng)電壓源輸出系統(tǒng)控制展開研究,主要內(nèi)容如下:1)介紹了全球可再生能源的發(fā)展現(xiàn)狀,明確了我國(guó)新能源的現(xiàn)狀以及對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用需求,分別從儲(chǔ)能方式以及PCS拓?fù)鋬煞矫娼榻B了大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),并進(jìn)一步總結(jié)了大容量PCS控制系統(tǒng)的難點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)。2)鑒于多電平VSC在大功率模塊化并聯(lián)PCS應(yīng)用存在的巨大優(yōu)勢(shì),針對(duì)多電平VSC的SVM電壓平衡展開研究,首先從兩電平入手介紹了 SVM的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法,并將該方法引入三電平VSC,介紹了冗余小矢量互補(bǔ)NTV-SVM與VSVM兩種均壓算法的原理與實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步,拓展到5L-DCC并分析其SVM電壓平衡,分別討論了目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的NTV-SVM、VDSVM-H1、OVDSVM-H1以及IVDSVM電壓平衡算法,實(shí)現(xiàn)了 5L-DCC在全功率因數(shù)范圍的電壓平衡,并且在過調(diào)制情況下系統(tǒng)依然穩(wěn)定運(yùn)行。3)針對(duì)電網(wǎng)電壓平衡條件下PCS并網(wǎng)電流環(huán)的控制,首先分析了電流環(huán)PS-SRF交叉耦合項(xiàng)的影響,介紹了兩種解耦方法并探討了濾波器參數(shù)對(duì)解耦效果的影響。其次,討論了數(shù)字控制一拍延時(shí)對(duì)電流環(huán)解耦效果與系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,分別針對(duì)狀態(tài)反饋解耦PI與cPI控制器分析了其延時(shí)補(bǔ)償策略。再次,討論了控制器參數(shù)設(shè)計(jì)方法,明確了臨界阻尼控制器增益在調(diào)節(jié)時(shí)間與超調(diào)量方面的優(yōu)勢(shì)。此外,分析了狀態(tài)反饋解耦PI與cPI控制器的電網(wǎng)電壓擾動(dòng)抑制能力,分析了電網(wǎng)電壓前饋以及有源阻尼對(duì)提高系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力的有效性。4)針對(duì)電網(wǎng)不平衡與畸變條件下PCS并網(wǎng)電流環(huán)的控制,首先介紹了瞬時(shí)功率計(jì)算以及參考電流給定方法。其次,分析了基于狀態(tài)反饋解耦PI與cPI控制器的DSRFC解耦有效性,以及兩者對(duì)輸出濾波器參數(shù)的敏感性。再次,討論了 RCs與PS-SRF-PI/cPI控制器的暫態(tài)響應(yīng),進(jìn)一步明確了兩者的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別。此外,分析了 RCs調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最佳穩(wěn)定判據(jù),并分析了閉環(huán)奇異點(diǎn)產(chǎn)生的原因,討論了基于RCs電流環(huán)的延時(shí)補(bǔ)償策略及有效性。最后,介紹了離散域控制器的設(shè)計(jì),分析了 PS-SRF-DcPI、DVPI控制器的優(yōu)勢(shì),并討論了延時(shí)補(bǔ)償與閉環(huán)死區(qū)補(bǔ)償方法。5)針對(duì)PCS工作于離網(wǎng)模式的輸出電壓源控制,首先建立了系統(tǒng)在離散域的矢量模型,并以輸出電壓有效值閉環(huán)控制方式入手,闡述了離網(wǎng)模式對(duì)PCS控制系統(tǒng)的要求。其次,詳細(xì)討論了電壓瞬時(shí)值單閉環(huán)控制存在的局限性,明確了虛擬阻尼對(duì)抑制系統(tǒng)諧振的必要性。再次,探討了雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)電流內(nèi)環(huán)最優(yōu)增益設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,并以獲得最大穩(wěn)定性以及提高阻尼為目標(biāo),提出了內(nèi)環(huán)最優(yōu)增益設(shè)計(jì)方法。此外,以被控對(duì)象最優(yōu)阻尼改造為考察對(duì)象,進(jìn)一步明確了電流內(nèi)環(huán)的本質(zhì)及其與被控對(duì)象阻尼的內(nèi)在聯(lián)系。最后,詳細(xì)討論了離散域電壓控制器的設(shè)計(jì),以基波正序電壓控制入手,介紹了 PS-SRF電壓控制器的延時(shí)補(bǔ)償與臨界阻尼增益設(shè)計(jì)方法,并進(jìn)一步得到靜止坐標(biāo)系DVPI-LC控制器,避免了坐標(biāo)變換并通過將DVPI-LC推廣都各次諧波分量,實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)序以及各頻次電壓的無靜差調(diào)節(jié)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM46
，

本文編號(hào)：1333755