非理想电网工作条件下三相LCL型逆变器并网电流控制策略研究

发布时间：2017-10-15 02:26

  本文关键词：非理想电网工作条件下三相LCL型逆变器并网电流控制策略研究

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【摘要】：分布式发电系统具有发电方式灵活,对环境友好,能源利用率高等优点。并网逆变器作为可再生能源与电网之间的能量交换接口,在分布式发电系统中占有核心地位。当实际电网为非理想情况时,接入公共并网点的逆变器并网电流将会出现明显的不平衡和谐波现象,电能质量变差。因此,非理想电网条件下并网逆变器电流控制策略研究意义十分重大。本文研究非理想电网条件下三相LCL型并网逆变器电流控制策略。本文首先建立了三相LCL并网逆变器的数学模型,推导了逆变器在dq坐标系下的解耦控制数学模型,并对控制环路进行了参数设计。在此基础上,本文分析了畸变和不平衡电网电压对并网电流的影响。为适应非理想电网电压工作条件,本文研究了一种基于电网电压前馈的控制策略,在双二次广义积分锁相技术的基础上,利用电网电压前馈消除非理想电网条件下电网电压谐波和不平衡分量对并网电流的影响,并对电网电压前馈的结构形式与控制参数进行了设计。此外,本文在Matlab/Simulink环境下搭建了三相LCL并网逆变器的仿真模型,验证了本文并网电流控制策略的可行性;论文最后根据系统的要求,搭建了一台基于数字控制的三相LCL并网逆变器实验平台,给出了逆变器软硬件设计过程,并在此平台上进行实验,最后给出实验结果,验证了本文并网电流控制策略在非理想电网电压工作条件下的谐波和不平衡分量抑制能力。
【关键词】：三相LCL并网逆变器 电网电压前馈 并网电流控制 非理想电网 谐波
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 并网逆变器拓扑14-15
• 1.2.2 并网逆变器电流控制策略15-16
• 1.2.3 并网逆变器谐波及不平衡电流抑制方法16-19
• 1.3 本文研究的主要内容及意义19-21
• 第二章 三相LCL型并网逆变器数学模型21-36
• 2.1 三相LCL型并网逆变器系统结构21
• 2.2 三相LCL型并网逆变器无源阻尼控制数学模型21-25
• 2.2.1 abc静止坐标系下的数学模型22
• 2.2.2 αβ 两相静止坐标系下的数学模型22-24
• 2.2.3 dq同步旋转坐标系下的数学模型24-25
• 2.3 三相LCL型并网逆变器有源阻尼控制数学模型25-28
• 2.3.1 αβ 静止坐标系下的数学模型26-27
• 2.3.2 dq同步旋转坐标系下的数学模型27-28
• 2.4 三相LCL型并网逆变器解耦控制28-33
• 2.4.1 三相LCL型并网逆变器解耦方法28-31
• 2.4.2 三相LCL型并网逆变器解耦仿真31-33
• 2.5 三相LCL型并网逆变器控制器设计33-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 基于电网电压前馈的并网电流控制方法36-60
• 3.1 电网电压对并网电流影响分析36-38
• 3.2 非理想电网条件下逆变器锁相环38-42
• 3.2.1 基于双二次广义积分锁相环38-41
• 3.2.2 锁相环性能仿真41-42
• 3.3 并网电流谐波及不平衡分量抑制42-51
• 3.3.1 电网电压前馈控制推导42-44
• 3.3.2 电网电压前馈函数分析44-49
• 3.3.3 电网电压前馈函数离散化49-51
• 3.4 电网电压前馈控制仿真51-59
• 3.4.1 理想电网条件下仿真分析52-53
• 3.4.2 电网电压不平衡条件下仿真分析53-56
• 3.4.3 电网电压含谐波条件下仿真分析56-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第四章 三相LCL型并网逆变器设计及实验60-82
• 4.1 三相LCL型并网逆变器硬件设计60-66
• 4.1.1 功率主电路设计60-64
• 4.1.2 控制电路设计64-65
• 4.1.3 实验样机65-66
• 4.2 三相LCL型并网逆变器软件设计66-69
• 4.2.1 主程序67
• 4.2.2 PWM中断程序67-68
• 4.2.3 电网电压前馈子程序68-69
• 4.3 实验结果分析69-81
• 4.3.1 理想电网条件下实验波形69-71
• 4.3.2 非理想电网条件下锁相实验波形71-72
• 4.3.3 电网电压不平衡条件下实验波形72-75
• 4.3.4 电网电压含谐波条件下实验波形75-81
• 4.4 本章小结81-82
• 第五章 总结与展望82-84
• 5.1 全文工作总结82-83
• 5.2 下一步工作展望83-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-89
• 在学期间发表的论文及参与完成的项目89

【参考文献】

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本文编号：1034549