交直流混合微电网三相AC/DC变换器控制策略研究

发布时间：2021-01-15 14:36

　　交直流混合微电网能够实现间歇式新能源柔性并网,提高可再生能源利用率,其构架兼具交流母线与直流母线,可以减少交直流电力变换环节,简化分布式电源接入微电网的拓扑结构,降低变换装置的功率损耗。连接交流母线与直流母线之间的三相AC/DC变换器,既可工作在整流状态又可工作在逆变状态,是保证整个混合微电网系统可靠运行的核心装置,因此,研究交直流混合微电网三相AC/DC变换器控制策略具有重要的研究意义。本文设计了适用于混合微电网的三相AC/DC变换器控制系统,所提出的控制策略可以使系统在交流子网电压不平衡时实现交流电流正弦化,同时维持直流母线电压稳定,确保交直流混合微电网在电压不平衡时稳定运行。具体研究内容如下:首先,简要介绍交直流混合微电网的研究现状与发展趋势,针对其结构特点,分别建立了光伏电池与储能系统的数学模型,得到光伏电池的输出特性,在此基础上了设计光伏电池出口侧DC/DC变换器控制策略,实现最大功率输出;深入分析锂电池与超级电容工作原理,并据此设计了适用于储能充放电控制的双向DC/DC变换器。其次,在分析混合微电网结构及工作原理的基础上,建立不同坐标系下三相平衡条件下AC/DC变换器的数学... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 微电网的研究现状及发展趋势
        1.2.1 交流微电网的研究现状
        1.2.2 直流微电网研究现状
        1.2.3 交直流混合微电网发展趋势
    1.3 三相AC/DC变换器的研究现状
        1.3.1 三相AC/DC变换器的研究现状
        1.3.2 不平衡条件下三相AC/DC变换器的研究现状
    1.4 本文主要内容
第二章 交直流混合微电网的结构与运行
    2.1 混合微电网结构与运行
        2.1.1 混合微电网的拓扑结构
        2.1.2 混合微电网的运行方式
    2.2 光伏发电系统
        2.2.1 光伏发电基本原理
        2.2.2 光伏单元控制方法
    2.3 储能系统
        2.3.1 锂电池数学模型
        2.3.2 超级电容数学模型
        2.3.3 双向DC/DC变换器
    2.4 本章小结
第三章 三相AC/DC变换器建模及控制器设计
    3.1 三相AC/DC变换器数学模型
        3.1.1 ABC坐标系下的数学模型
        3.1.2 dq坐标系下的数学模型
    3.2 三相AC/DC变换器控制器设计
        3.2.1 变换器控制策略设计
        3.2.2 控制器设计
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 电压不平衡时三相AC/DC变换器控制策略研究
    4.1 三相电压不平衡概述
        4.1.1 三相不平衡的定义
        4.1.2 三相不平衡的危害
    4.2 电压不平衡条件下三相AC/DC变换器的数学模型
        4.2.1 电压不平衡条件下三相AC/DC变换器正负序描述
        4.2.2 电压不平衡条件下三相AC/DC变换器功率传输特性
    4.3 电压不平衡时三相AC/DC变换器控制策略研究
        4.3.1 电压不平衡条件下的锁相环设计
        4.3.2 抑制交流侧负序电流控制策略
        4.3.3 消除直流母线电压二次波动
        4.3.4 仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 系统实验验证
    5.1 系统实验平台构建
        5.1.1 实验平台搭建
        5.1.2 参数选择
    5.2 系统软硬件设计
        5.2.1 系统硬件设计
        5.2.2 系统软件设计
    5.3 实验分析
        5.3.1 平衡条件下实验分析
        5.3.2 电压不平衡条件下实验分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]交直流混合微电网运行控制策略研究[J]. 丁明,田龙刚,潘浩,张雪松,周金辉.  电力系统保护与控制. 2015(09)
[2]直流微电网运行控制策略[J]. 刘家赢,韩肖清,王磊,张鹏,王靖.  电网技术. 2014(09)
[3]电网不平衡时抑制有功功率二次波动的并网逆变器控制策略[J]. 姜卫东,吴志清,佘阳阳,李王敏,胡杨.  电力系统自动化. 2014(15)
[4]微网中并联逆变器的环流控制方法[J]. 肖华根,罗安,王逸超,涂春鸣,帅智康.  中国电机工程学报. 2014(19)
[5]适用于电网不平衡时的广义积分器锁相环设计[J]. 胡应占,郭素娜.  电力系统保护与控制. 2014(11)
[6]交直流双向功率变换器的改进下垂控制策略[J]. 刘佳易,秦文萍,韩肖清,柳雪松,朱旋.  电网技术. 2014(02)
[7]微电网分层分布式能量优化管理[J]. 郝雨辰,窦晓波,吴在军,胡敏强,孙纯军,李桃,赵波.  电力自动化设备. 2014(01)
[8]交直流混合微电网中AC/DC双向功率变流器的新控制策略[J]. 唐磊,曾成碧,苗虹,徐伟,杨焰.  电力系统保护与控制. 2013(14)
[9]适用于交直流混合微电网的直流分层控制系统[J]. 陆晓楠,孙凯,Josep Guerrero,黄立培.  电工技术学报. 2013(04)
[10]基于复合储能的微电网运行模式平滑切换控制[J]. 刘志文,夏文波,刘明波.  电网技术. 2013(04)

博士论文
[1]微电网分层控制与优化运行研究[D]. 金鹏.华北电力大学 2014
[2]微网实验系统研究[D]. 杨占刚.天津大学 2010

硕士论文
[1]交直流混合微网三电平变换器控制研究[D]. 张伟伟.北京交通大学 2015
[2]交直流混合母线微网中网侧双向变换器控制研究[D]. 冯磊.燕山大学 2012
[3]双向PWM整流器设计与研究[D]. 王晓东.武汉理工大学 2007



本文编号：2979041