并联逆变电源独立供电系统的控制与保护策略研究
发布时间：2021-03-22 21:24
并联逆变电源独立供电系统因具有模块化设计、高冗余性、高供电品质等优点而被广泛应用,如工业制造、机车牵引、船舶电力、新能源发电等等。在正常工况下,逆变电源工作在电压源控制模式,支撑系统的电压且共同分担负载的功率。然而,受逆变器输出阻抗的影响,传统的下垂控制无法实现准确的功率分配。当系统带有不对称和非线性负载时,负序和谐波功率也无法准确分配,并且母线电压也会出现三相不对称和谐波畸变等问题,影响了供电系统的电能质量。在负载侧发生短路故障时,急剧增大的故障电流极易损坏逆变电源的开关器件,导致整个系统的供电中断。若要提高供电系统的可靠性,不仅要求逆变电源必须具备故障穿越能力,而且线路中的保护装置要选择性地隔离故障。针对上述问题,本文主要从并联逆变电源供电系统的的稳态控制和故障保护两个角度开展研究,具体包括:针对并联逆变电源的输出功率（或电流）均分问题,首先,分析了低压逆变电源的输出阻抗特性,在输出阻抗呈阻性的前提下,研究了两种典型的并联控制方案:基于最大有功、无功功率母线的分散逻辑控制方案虽然能够实现准确的基波功率分配,但是该方案需要三根互连信号线,降低了系统的扩展性和可靠性;下垂控制方案虽然去...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
逆变电源并联控制方案分类集中控制中，各台逆变电源需要一个集中控制单元[22]-[24]，如图1.2所示
华中科技大学博士学位论文5图1.2集中控制方案主从控制[25]-[28]在控制思想上与集中控制类似，但主从控制不需要集中控制器，而是按照预定的原则选取并联系统中的一台逆变单元作为主机，其他逆变单元作为从机，其原理图如图1.3所示。在正常情况下，只有主机存在电压控制器，控制交流母线电压，并且主机的输出电流作为从机的电流环的参考值，利用从机跟踪主机的电流实现均流的目的。当系统中的从机发生故障时，系统仍能正常运行，但是当主机发生故障时，整个系统将停运。针对这个问题，文献[28]提出当主机发生故障时，可将从机切换为新的主机，以维持交流母线电压，保障系统持续运行，但是一旦切换失败，系统依然不能正常工作。相比于集中控制，主从控制的可靠性有所改进。图1.3主从控制方案
华中科技大学博士学位论文5图1.2集中控制方案主从控制[25]-[28]在控制思想上与集中控制类似，但主从控制不需要集中控制器，而是按照预定的原则选取并联系统中的一台逆变单元作为主机，其他逆变单元作为从机，其原理图如图1.3所示。在正常情况下，只有主机存在电压控制器，控制交流母线电压，并且主机的输出电流作为从机的电流环的参考值，利用从机跟踪主机的电流实现均流的目的。当系统中的从机发生故障时，系统仍能正常运行，但是当主机发生故障时，整个系统将停运。针对这个问题，文献[28]提出当主机发生故障时，可将从机切换为新的主机，以维持交流母线电压，保障系统持续运行，但是一旦切换失败，系统依然不能正常工作。相比于集中控制，主从控制的可靠性有所改进。图1.3主从控制方案
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟同步发电机及其在微电网中的应用[J]. 吕志鹏,盛万兴,钟庆昌,刘海涛,曾正,杨亮,刘岚. 中国电机工程学报. 2014(16)
[2]航空静止变流器的研究综述[J]. 张方华,龚春英,邓翔. 南京航空航天大学学报. 2014(01)
[3]基于状态空间的逆变器数字双环控制技术研究[J]. 王念春,徐发喜,程明. 中国电机工程学报. 2013(S1)
[4]海岛电网发展现状与研究动态[J]. 杨欢,赵荣祥,辛焕海,汪震,甘德强. 电工技术学报. 2013(11)
[5]分布式发电中的虚拟同步发电机技术[J]. 张兴,朱德斌,徐海珍. 电源学报. 2012(03)
[6]实现有限选择性的低压微网区域保护[J]. 林湘宁,袁硕,翁汉琍,李正天,郑荣进. 电网技术. 2012(04)
[7]并联逆变器的短路保护策略[J]. 汪洪亮,康勇,裴雪军,岳秀梅. 电工技术学报. 2012(02)
[8]塑壳断路器的选择性保护分析[J]. 张彬,刘哲,王宁. 低压电器. 2011(16)
[9]基于逆变电源组网的综合电力系统保护技术研究[J]. 徐正喜,杨金成,吴大立,姜波,潘德华. 船电技术. 2011(07)
[10]电力电子在舰船电力系统中的典型应用[J]. 马伟明. 电工技术学报. 2011(05)
博士论文
[1]变压器励磁涌流的分析与控制研究[D]. 乌云高娃.武汉大学 2009
[2]PWM逆变器的控制及并联运行控制研究[D]. 何中一.南京航空航天大学 2009
[3]基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究[D]. 彭力.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]并联逆变电源的控制及保护技术研究[D]. 朱文静.华中科技大学 2016
本文编号：3094499
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
逆变电源并联控制方案分类集中控制中，各台逆变电源需要一个集中控制单元[22]-[24]，如图1.2所示
华中科技大学博士学位论文5图1.2集中控制方案主从控制[25]-[28]在控制思想上与集中控制类似，但主从控制不需要集中控制器，而是按照预定的原则选取并联系统中的一台逆变单元作为主机，其他逆变单元作为从机，其原理图如图1.3所示。在正常情况下，只有主机存在电压控制器，控制交流母线电压，并且主机的输出电流作为从机的电流环的参考值，利用从机跟踪主机的电流实现均流的目的。当系统中的从机发生故障时，系统仍能正常运行，但是当主机发生故障时，整个系统将停运。针对这个问题，文献[28]提出当主机发生故障时，可将从机切换为新的主机，以维持交流母线电压，保障系统持续运行，但是一旦切换失败，系统依然不能正常工作。相比于集中控制，主从控制的可靠性有所改进。图1.3主从控制方案
华中科技大学博士学位论文5图1.2集中控制方案主从控制[25]-[28]在控制思想上与集中控制类似，但主从控制不需要集中控制器，而是按照预定的原则选取并联系统中的一台逆变单元作为主机，其他逆变单元作为从机，其原理图如图1.3所示。在正常情况下，只有主机存在电压控制器，控制交流母线电压，并且主机的输出电流作为从机的电流环的参考值，利用从机跟踪主机的电流实现均流的目的。当系统中的从机发生故障时，系统仍能正常运行，但是当主机发生故障时，整个系统将停运。针对这个问题，文献[28]提出当主机发生故障时，可将从机切换为新的主机，以维持交流母线电压，保障系统持续运行，但是一旦切换失败，系统依然不能正常工作。相比于集中控制，主从控制的可靠性有所改进。图1.3主从控制方案
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟同步发电机及其在微电网中的应用[J]. 吕志鹏,盛万兴,钟庆昌,刘海涛,曾正,杨亮,刘岚. 中国电机工程学报. 2014(16)
[2]航空静止变流器的研究综述[J]. 张方华,龚春英,邓翔. 南京航空航天大学学报. 2014(01)
[3]基于状态空间的逆变器数字双环控制技术研究[J]. 王念春,徐发喜,程明. 中国电机工程学报. 2013(S1)
[4]海岛电网发展现状与研究动态[J]. 杨欢,赵荣祥,辛焕海,汪震,甘德强. 电工技术学报. 2013(11)
[5]分布式发电中的虚拟同步发电机技术[J]. 张兴,朱德斌,徐海珍. 电源学报. 2012(03)
[6]实现有限选择性的低压微网区域保护[J]. 林湘宁,袁硕,翁汉琍,李正天,郑荣进. 电网技术. 2012(04)
[7]并联逆变器的短路保护策略[J]. 汪洪亮,康勇,裴雪军,岳秀梅. 电工技术学报. 2012(02)
[8]塑壳断路器的选择性保护分析[J]. 张彬,刘哲,王宁. 低压电器. 2011(16)
[9]基于逆变电源组网的综合电力系统保护技术研究[J]. 徐正喜,杨金成,吴大立,姜波,潘德华. 船电技术. 2011(07)
[10]电力电子在舰船电力系统中的典型应用[J]. 马伟明. 电工技术学报. 2011(05)
博士论文
[1]变压器励磁涌流的分析与控制研究[D]. 乌云高娃.武汉大学 2009
[2]PWM逆变器的控制及并联运行控制研究[D]. 何中一.南京航空航天大学 2009
[3]基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究[D]. 彭力.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]并联逆变电源的控制及保护技术研究[D]. 朱文静.华中科技大学 2016
本文编号：3094499
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3094499.html
