三相并网变换器阻抗重塑策略研究

发布时间：2020-12-25 23:20

　　增加可再生能源发电比重正在成为我国的能源战略调整方向,作为可再生能源发电并网的关键装置,三相并网变换器的稳定性问题引起越来越多的关注。由于可再生能源发电远离负荷中心,电网阻抗不可忽略,三相并网变换器各控制环节动态过程与电网阻抗交互作用引起的系统振荡严重危害了新能源发电的可靠性。因此,本文基于阻抗模型分析了三相并网变换器稳定性影响因素,并根据阻抗重塑的思路,提出对应的阻抗重塑策略来提高系统稳定性。本文首先利用小信号建模建模,建立了旋转坐标系下的dq阻抗模型,模型中考虑了主电路,各控制环节,包括电流环、直流电压环和锁相环。由于dq阻抗模型不能定量评估系统稳定性,因此通过统一阻抗的方法将旋转坐标系下dq阻抗模型转化为静止坐标系下的复信号形式的阻抗模型。之后介绍了两种阻抗模型的扫频验证方法,通过扫频验证证明了所建立的两种阻抗模型的准确性。利用所建立的阻抗模型,从阻抗的角度分析了系统稳定性影响因素,并结合仿真验证了理论分析的有效性。电网阻抗越大,系统稳定性越低。无功功率也会影响系统稳定性,当逆变器吸收无功时,系统稳定裕度增大,有助于提高系统稳定性,而发出无功则进一步降低系统稳定裕度,恶化系统稳定... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 三相并网变换器阻抗建模与阻抗分析法研究现状
        1.2.1 旋转坐标系下dq阻抗建模与稳定性分析
        1.2.2 静止坐标系下序阻抗建模与稳定性分析
        1.2.3 复信号形式阻抗建模与稳定性分析
        1.2.4 针对直驱风机的稳定性分析
    1.3 三相并网变换器阻抗重塑策略研究现状
        1.3.1 基于阻抗分析的控制器参数优化的阻抗重塑方法
        1.3.2 改进控制结构的阻抗重塑方法
        1.3.3 针对直驱风机增强系统稳定性方法
    1.4 本文主要研究内容
第2章 三相并网变换器阻抗建模与扫频验证
    2.1 引言
    2.2 考虑锁相环动态的并网变换器dq阻抗建模
    2.3 考虑直流电压外环影响的并网变换器dq阻抗建模
    2.4 将dq阻抗模型变换为αβ坐标系下阻抗模型方法
    2.5 阻抗模型扫频验证
    2.6 本章小结
第3章 基于阻抗的并网变换器系统稳定性分析
    3.1 引言
    3.2 系统稳定性分析方法
    3.3 并网变换器系统运行工况对稳定性的影响
        3.3.1 电网阻抗对系统稳定性的影响
        3.3.2 无功电流对系统稳定性的影响
    3.4 控制环节对系统稳定性的影响
        3.4.1 锁相环对并网变换器系统稳定性影响
        3.4.2 直流电压环对并网变换器系统稳定性影响
    3.5 本章小结
第4章 三相并网变换器阻抗重塑策略
    4.1 引言
    4.2 针对锁相环影响的并网变换器阻抗重塑方法
        4.2.1 阻抗重塑策略
        4.2.2 针对锁相环影响的阻抗重塑策略实现与优化设计
    4.3 针对直流电压环影响的阻抗重塑方法
        4.3.1 阻抗重塑策略
        4.3.2 阻抗重塑方法实现与优化设计
    4.4 阻抗重塑方法仿真验证
        4.4.1 锁相环阻抗重塑方法仿真验证
        4.4.2 直流电压环阻抗重塑方法仿真验证
    4.5 本章小结
第5章 2MW直驱风电机组次/超同步振荡抑制
    5.1 引言
    5.2 永磁直驱风机次/超同步振荡现象
    5.3 直驱风机网侧变换器次/超同步振荡抑制方法
        5.3.1 锁相环阻抗重塑方法抑制次/超同步振荡
        5.3.2 直流电压环阻抗重塑方法抑制次/超同步振荡
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]弱连接条件下并网直驱风电场引发无串补电力系统次同步扭振机理研究[J]. 张天翼,杜文娟,陈晨,王海风.  中国电机工程学报. 2020(18)
[2]弱电网下具有定稳定裕度的并网逆变器阻抗重塑分析与设计[J]. 涂春鸣,高家元,赵晋斌,张云飞,郭祺.  电工技术学报. 2020(06)
[3]考虑频率耦合效应的三相并网逆变器序阻抗模型及其交互稳定性研究[J]. 武相强,王赟程,陈新,陈杰,何国庆,李光辉.  中国电机工程学报. 2020(05)
[4]直驱风电场接入弱电网宽频带振荡机理与抑制方法(一)：宽频带阻抗特性与振荡机理分析[J]. 李光辉,王伟胜,刘纯,金一丁,何国庆.  中国电机工程学报. 2019(22)
[5]直驱风电场接入弱电网宽频带振荡机理与抑制方法(二)：基于阻抗重塑的宽频带振荡抑制方法[J]. 李光辉,王伟胜,刘纯,金一丁,年珩,何国庆.  中国电机工程学报. 2019(23)
[6]直驱风电机组次同步振荡阻尼控制方法及其适应性[J]. 周佩朋,宋瑞华,李光范,杜宁,常喜强,郭小龙.  电力系统自动化. 2019(13)
[7]多机并网系统的两带阻滤波器高频振荡抑制方法[J]. 杨苓,陈燕东,罗安,吕志鹏,陈智勇.  中国电机工程学报. 2019(08)
[8]并网变流器的频率耦合阻抗模型及其稳定性分析[J]. 刘威,谢小荣,黄金魁,张传宇,尹聪琦.  电力系统自动化. 2019(03)
[9]多直驱永磁同步发电机并联风电场次同步阻尼控制器降阶设计方法[J]. 苏田宇,杜文娟,王海风.  电工技术学报. 2019(01)
[10]三相并网逆变器频率耦合机理分析及稳定性判定[J]. 邹小明,杜雄,王国宁,杨友耕,籍勇亮.  电力系统自动化. 2018(18)



本文编号：2938573