微电网用单相能馈型模拟负载的控制问题研究

发布时间：2017-04-05 19:15

  本文关键词：微电网用单相能馈型模拟负载的控制问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微电网在运行与调试需要用到大功率的多种类型负载。传统所用的电阻、电容或电感元件组成的负载会造成大量的能源损耗。为节约能源,本文针对微电网用单相能馈型模拟负载进行研究,具有重要的实际意义与应用价值。根据辽宁工业大学微电网技术实验室的实际需求,确定了单相能馈型模拟负载的容量和两级PWM变换器主电路拓扑。根据系统容量、响应速度、脉动允许量和调制方式的具体要求,设计了单相能馈型模拟负载的电容、电感等相关参数。为实现模拟负载与能量回馈,建立了电压型PWM变换器的开关周期平均模型,并设计了单相能馈型模拟负载的控制系统:模拟变换器采用PI控制对恒阻抗、恒功率、恒电流和非线性等模式的负载电流进行跟踪,并网变换器采用电压外环电流内环的双环控制对馈网电流进行跟踪。在MATLAB/Simulink平台搭建仿真电路,对其进行仿真实验,结果表明在能够实现模拟负载的同时,存在着启动冲击电流过大,模拟非线性负载时的电流跟踪精度低,在系统馈网时馈网电流的谐波含量丰富等问题。针对电流跟踪精度低的问题,采用重复控制与P控制相结合的方式,提高了电流跟踪精度,通过仿真验证该控制方法的有效性。针对馈网电流谐波含量丰富的问题,分析了馈网电流的谐波成分,设计一种低通滤波器滤除谐波,通过仿真验证该滤波器的有效性。针对启动电流冲击问题,分析了启动冲击电流的形成原理,提出一种启动时外加辅助电源方案:启动时模拟变换器侧外加小电源,并网变换器不回馈能量;当给直流母线电压充电至工作电压时,模拟变换器投入被测电源,并网变换器开始回馈能量。通过仿真验证该方案能解决启动冲击问题。
【关键词】：能馈型模拟负载 PI控制 重复控制 谐波 启动冲击
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 新能源技术实验室简介10-11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 拓扑结构的发展历程11-13
• 1.3.2 控制策略的研究现状13-14
• 1.4 本论文的主要研究内容14-15
• 2 系统工作原理和主电路参数设计15-24
• 2.1 能馈型模拟负载基本拓扑和适用范围15-17
• 2.2 系统的工作原理17-19
• 2.2.1 负载模拟变换器的工作原理17-18
• 2.2.2 并网变换器的工作原理18-19
• 2.3 系统主电路参数的选择19-23
• 2.3.1 交流电感的参数设计19-21
• 2.3.2 直流电容的参数设计21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 系统建模和基本功能的实现24-39
• 3.1 电压型PWM变换器的电流控制方法简介24-26
• 3.2 系统建模和控制框图搭建26-35
• 3.2.1 电压型PWM变换器建模27-29
• 3.2.2 系统的LSC、GCC电流指令信号的生成29-33
• 3.2.3 系统的整体控制框图及分析33-35
• 3.3 仿真验证35-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 基于重复控制和P控制相结合的复合控制系统39-45
• 4.1 重复控制器策略39-41
• 4.1.1 重复控制器原理简介39-40
• 4.1.2 重复控制器稳定性分析40-41
• 4.2 基于重复控制和P控制相结合的复合控制系统41-44
• 4.2.1 复合控制的串、并联系统分析41-43
• 4.2.2 复合控制的参数设计方法43-44
• 4.3 仿真验证44
• 4.4 本章小结44-45
• 5 系统的谐波消除和启动冲击问题的解决45-56
• 5.1 并网电流的谐波分析与滤波设计45-49
• 5.1.1 并网电流的谐波分析45-46
• 5.1.2 并网电流的滤波设计46-49
• 5.2 启动冲击问题49-51
• 5.3 仿真验证51-55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 结论与展望56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61

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3 魏q

本文编号：287555