基于下垂控制的并联逆变系统离并网控制技术研究
发布时间：2021-01-04 06:18
微电网系统的提出有效解决了具有分布式特性的可再生能源能量利用及管理问题,是从传统电网向智能电网过渡的中间形式。其中,并联逆变器是微电网系统中的重要组成部分,而下垂控制逆变器由于具有无通讯线并联、可提供电压和频率支撑、不同运行模式控制结构统一等特点,成为了并联逆变器控制领域研究中的热点课题之一。本文对基于下垂控制的并联逆变系统控制策略在离网功率分配、孤岛扰动抑制、运行模式切换和并网电流谐波抑制方面展开研究,并提出了有效的解决方法,以推进下垂控制逆变器的实际应用。具体研究内容包括以下几个方面:单台逆变器无法满足负载功率需求时,通常采用逆变器并联形式以合理分配负载功率。当并联系统中含有如光伏等可再生能源时,基于传统下垂控制方法的有功功率分配原则将会造成光伏能源的浪费。为了提升光伏单元能量的利用率,提出了一种光伏逆变器改进型下垂控制策略。采用光伏最大输出功率闭环控制方法生成有功功率平移量,将其叠加到传统下垂控制有功功率环且保持无功功率环不变,并给出相应参数的稳定区间。该算法通过平移有功下垂曲线的方式实现了并联系统中光伏单元最大功率输出,且能够抑制负载和光伏电池功率带来的外部扰动。采用传统双环控...
【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】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 可再生能源的发展潜力
1.1.2 微电网系统
1.1.3 并联逆变系统
1.2 孤岛并联逆变器功率分配控制技术研究现状
1.3 下垂控制逆变器离网扰动抑制技术研究现状
1.4 并网逆变器运行模式无缝切换控制技术研究现状
1.5 逆变器并网电流谐波抑制控制技术研究现状
1.5.1 非选择频率谐波抑制方法
1.5.2 选择频率谐波抑制方法
1.6 本文的主要研究内容
第2章 光伏离网最大功率输出改进下垂控制策略
2.1 引言
2.2 传统下垂控制存在的问题
2.2.1 系统结构
2.2.2 传统下垂控制并联逆变器工作原理
2.3 光伏逆变器离网最大功率输出改进下垂控制方法
2.3.1 有功下垂曲线平移量设计
2.3.2 有功功率分析
2.3.3 整体控制算法的实现
2.4 稳定性分析和参数整定
2.4.1 系统建模
2.4.2 稳定性分析
2.5 仿真结果和实验验证
2.5.1 仿真验证
2.5.2 并联逆变系统实验平台建设
2.5.3 实验验证
2.6 本章小结
第3章 基于Super-Twisting算法的离网扰动抑制方法
3.1 引言
3.2 基于内模原理的双环控制方法
3.2.1 传统双环控制qPR参数最优化设计
3.2.2 qPR控制器最优数字化实现
3.2.3 传统双环控制实验验证
3.3 基于Super-Twisting算法的扰动抑制策略
3.3.1 Super-Twisting算法
3.3.2 基于Super-Twisting算法的扰动抑制策略设计
3.4 仿真结果和对比实验验证
3.4.1 鲁棒性仿真验证
3.4.2 对比实验验证
3.5 本章小结
第4章 离并网运行模式无缝切换改进下垂控制策略
4.1 引言
4.2 P-PI下垂控制逆变器无缝切换策略
4.3 改进下垂控制的运行模式无缝切换控制策略
4.3.1 孤岛运行模式
4.3.2 并网运行模式
4.3.3 同步控制
4.3.4 运行模式无缝切换
4.4 系统稳定性分析
4.4.1 并联系统小信号建模
4.4.2 并联系统特征值分析
4.5 实验验证
4.5.1 孤岛实验验证
4.5.2 并网实验验证
4.6 本章小结
第5章 基于能量成型控制的并网电流谐波抑制策略
5.1 引言
5.2 单相并网逆变器并网电流谐波产生机理
5.3 基于带通滤波器的下垂控制逆变器并网电流谐波抑制方法
5.4 基于能量成型控制的电压型逆变器并网电流谐波抑制方法
5.4.1 基于线性离散Kalman滤波的谐波提取策略
5.4.2 电压型并网逆变器能量成型控制器设计
5.5 仿真结果和实验验证
5.5.1 谐波提取方法对比仿真验证
5.5.2 鲁棒性仿真验证
5.5.3 并联逆变器并网电流谐波抑制仿真验证
5.5.4 实验验证
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：2956308
【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】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 可再生能源的发展潜力
1.1.2 微电网系统
1.1.3 并联逆变系统
1.2 孤岛并联逆变器功率分配控制技术研究现状
1.3 下垂控制逆变器离网扰动抑制技术研究现状
1.4 并网逆变器运行模式无缝切换控制技术研究现状
1.5 逆变器并网电流谐波抑制控制技术研究现状
1.5.1 非选择频率谐波抑制方法
1.5.2 选择频率谐波抑制方法
1.6 本文的主要研究内容
第2章 光伏离网最大功率输出改进下垂控制策略
2.1 引言
2.2 传统下垂控制存在的问题
2.2.1 系统结构
2.2.2 传统下垂控制并联逆变器工作原理
2.3 光伏逆变器离网最大功率输出改进下垂控制方法
2.3.1 有功下垂曲线平移量设计
2.3.2 有功功率分析
2.3.3 整体控制算法的实现
2.4 稳定性分析和参数整定
2.4.1 系统建模
2.4.2 稳定性分析
2.5 仿真结果和实验验证
2.5.1 仿真验证
2.5.2 并联逆变系统实验平台建设
2.5.3 实验验证
2.6 本章小结
第3章 基于Super-Twisting算法的离网扰动抑制方法
3.1 引言
3.2 基于内模原理的双环控制方法
3.2.1 传统双环控制qPR参数最优化设计
3.2.2 qPR控制器最优数字化实现
3.2.3 传统双环控制实验验证
3.3 基于Super-Twisting算法的扰动抑制策略
3.3.1 Super-Twisting算法
3.3.2 基于Super-Twisting算法的扰动抑制策略设计
3.4 仿真结果和对比实验验证
3.4.1 鲁棒性仿真验证
3.4.2 对比实验验证
3.5 本章小结
第4章 离并网运行模式无缝切换改进下垂控制策略
4.1 引言
4.2 P-PI下垂控制逆变器无缝切换策略
4.3 改进下垂控制的运行模式无缝切换控制策略
4.3.1 孤岛运行模式
4.3.2 并网运行模式
4.3.3 同步控制
4.3.4 运行模式无缝切换
4.4 系统稳定性分析
4.4.1 并联系统小信号建模
4.4.2 并联系统特征值分析
4.5 实验验证
4.5.1 孤岛实验验证
4.5.2 并网实验验证
4.6 本章小结
第5章 基于能量成型控制的并网电流谐波抑制策略
5.1 引言
5.2 单相并网逆变器并网电流谐波产生机理
5.3 基于带通滤波器的下垂控制逆变器并网电流谐波抑制方法
5.4 基于能量成型控制的电压型逆变器并网电流谐波抑制方法
5.4.1 基于线性离散Kalman滤波的谐波提取策略
5.4.2 电压型并网逆变器能量成型控制器设计
5.5 仿真结果和实验验证
5.5.1 谐波提取方法对比仿真验证
5.5.2 鲁棒性仿真验证
5.5.3 并联逆变器并网电流谐波抑制仿真验证
5.5.4 实验验证
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：2956308
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