四桥臂逆变器输出电压波形质量改善方法的研究
发布时间：2021-04-03 03:35
作为分布式发电技术应用的重要载体,微电网技术受到了广泛的关注。三相逆变器作为微网中的关键性接口电路,对微网的电能质量起到了决定性的作用。然而随着负载复杂度的增加,微网中的不平衡负载以及非线性负载会对逆变器输出电压的波形质量造成不利影响,引发三相电压不平衡问题以及电压畸变问题。针对负载所引起的微网逆变器输出电压波形质量的降低问题,本文选取四桥臂逆变器作为研究对象,重点对其脉宽调制策略和控制方法展开了研究。针对三维空间矢量调制（Three-Dimensional Space Vector Modulation,3-D SVM）方式在输出共模电压以及算法复杂度等方面存在的不足,提出了一种改进3-D SVM策略。通过建立电压矢量与共模电压之间的数学联系,发现零矢量是造成共模电压高的关键性因素,基于此,在改进算法中只选用共模电压为零的6个电压矢量以及一对关系互补的电压矢量pppn、nnnp来进行矢量的合成工作。仿真和实验的结果验证了改进后的3-D SVM算法不仅能够有效地降低逆变器的输出共模电压值,而且对于算法的复杂度也起到了一定的简化作用。针对复杂类型负载引起的四桥臂逆变器输出电压波形质量降低...
【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】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 三相四线制逆变器拓扑结构的演变
1.2.2 3 -DSVM技术的发展概况
1.2.3 四桥臂逆变器控制策略的发展概况
1.3 本文主要研究内容
第2章 四桥臂逆变器建模与负载分析
2.1 引言
2.2 四桥臂逆变器的建模
2.2.1 静止a-b-c坐标系下的四桥臂逆变器模型
2.2.2 同步旋转d-q-0坐标系下的四桥臂逆变器模型
2.3 不平衡负载和非线性负载的模型分析
2.3.1 不平衡负载
2.3.2 非线性负载
2.4 本章小结
第3章 低共模电压的简化3-DSVM策略
3.1 引言
3.2 传统的3-DSVM策略
3.2.1 3 -DSVM的基本原理
3.2.2 3 -DSVM的输出共模电压问题
3.3 低共模电压的简化3-DSVM策略
3.4 仿真实验
3.5 本章小结
第4章 基于改进型重复控制算法的逆变系统设计
4.1 引言
4.2 改进型重复控制的原理
4.2.1 重复控制的基本理论
4.2.2 改进型重复控制系统
4.3 控制系统的设计
4.3.1 双闭环控制系统的参数设计
4.3.2 嵌入式重复控制器的参数设计
4.4 仿真实验
4.4.1 不平衡负载仿真实验
4.4.2 非线性负载仿真实验
4.5 本章小结
第5章 系统的软硬件设计及实验验证
5.1 引言
5.2 硬件系统的设计
5.2.1 主电路的设计
5.2.2 驱动电路的设计
5.2.3 采样电路的设计
5.3 软件系统的设计
5.4 实验结果与分析
5.4.1 改进3-DSVM算法的验证实验
5.4.2 负载不平衡实验
5.4.3 负载非线性实验
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制[J]. 谭翠兰,陈启宏,张立炎,周克亮. 电力系统自动化. 2018(18)
[2]抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略[J]. 胡慧慧,马文忠,董磊. 电力系统自动化. 2018(12)
[3]非线性负载下微电网主逆变器输出侧电能质量控制策略[J]. 涂春鸣,杨义,肖凡,兰征,李元涛. 电工技术学报. 2018(11)
[4]基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器设计[J]. 卜立之,李永丽,孙广宇,靳伟. 电力系统自动化. 2017(12)
[5]适用于不平衡负载工况下的微网逆变器控制策略[J]. 韦徵,茹心芹,石伟,王俊辉,宋飞,于波. 电力系统自动化. 2016(20)
[6]不平衡负载条件下三相四桥臂变流器的改进分序控制[J]. 周啸,金新民,唐芬,童亦斌. 高电压技术. 2014(08)
[7]内置重复控制器无差拍控制在有源滤波器中的应用[J]. 周娟,秦静,王子绩,伍小杰. 电工技术学报. 2013(02)
[8]三相逆变器不平衡负载条件下双环控制策略[J]. 王恒利,付立军,肖飞,揭贵生,朱威. 电网技术. 2013(02)
[9]四桥臂变流器新型三维空间矢量脉宽调制策略[J]. 周娟,吴璇,蒋正友,张勇,伍小杰. 中国电机工程学报. 2011(33)
博士论文
[1]三相四桥臂微网变流器控制策略研究[D]. 周啸.北京交通大学 2015
本文编号：3116536
【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】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 三相四线制逆变器拓扑结构的演变
1.2.2 3 -DSVM技术的发展概况
1.2.3 四桥臂逆变器控制策略的发展概况
1.3 本文主要研究内容
第2章 四桥臂逆变器建模与负载分析
2.1 引言
2.2 四桥臂逆变器的建模
2.2.1 静止a-b-c坐标系下的四桥臂逆变器模型
2.2.2 同步旋转d-q-0坐标系下的四桥臂逆变器模型
2.3 不平衡负载和非线性负载的模型分析
2.3.1 不平衡负载
2.3.2 非线性负载
2.4 本章小结
第3章 低共模电压的简化3-DSVM策略
3.1 引言
3.2 传统的3-DSVM策略
3.2.1 3 -DSVM的基本原理
3.2.2 3 -DSVM的输出共模电压问题
3.3 低共模电压的简化3-DSVM策略
3.4 仿真实验
3.5 本章小结
第4章 基于改进型重复控制算法的逆变系统设计
4.1 引言
4.2 改进型重复控制的原理
4.2.1 重复控制的基本理论
4.2.2 改进型重复控制系统
4.3 控制系统的设计
4.3.1 双闭环控制系统的参数设计
4.3.2 嵌入式重复控制器的参数设计
4.4 仿真实验
4.4.1 不平衡负载仿真实验
4.4.2 非线性负载仿真实验
4.5 本章小结
第5章 系统的软硬件设计及实验验证
5.1 引言
5.2 硬件系统的设计
5.2.1 主电路的设计
5.2.2 驱动电路的设计
5.2.3 采样电路的设计
5.3 软件系统的设计
5.4 实验结果与分析
5.4.1 改进3-DSVM算法的验证实验
5.4.2 负载不平衡实验
5.4.3 负载非线性实验
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制[J]. 谭翠兰,陈启宏,张立炎,周克亮. 电力系统自动化. 2018(18)
[2]抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略[J]. 胡慧慧,马文忠,董磊. 电力系统自动化. 2018(12)
[3]非线性负载下微电网主逆变器输出侧电能质量控制策略[J]. 涂春鸣,杨义,肖凡,兰征,李元涛. 电工技术学报. 2018(11)
[4]基于改进型重复控制算法的多功能并网逆变器设计[J]. 卜立之,李永丽,孙广宇,靳伟. 电力系统自动化. 2017(12)
[5]适用于不平衡负载工况下的微网逆变器控制策略[J]. 韦徵,茹心芹,石伟,王俊辉,宋飞,于波. 电力系统自动化. 2016(20)
[6]不平衡负载条件下三相四桥臂变流器的改进分序控制[J]. 周啸,金新民,唐芬,童亦斌. 高电压技术. 2014(08)
[7]内置重复控制器无差拍控制在有源滤波器中的应用[J]. 周娟,秦静,王子绩,伍小杰. 电工技术学报. 2013(02)
[8]三相逆变器不平衡负载条件下双环控制策略[J]. 王恒利,付立军,肖飞,揭贵生,朱威. 电网技术. 2013(02)
[9]四桥臂变流器新型三维空间矢量脉宽调制策略[J]. 周娟,吴璇,蒋正友,张勇,伍小杰. 中国电机工程学报. 2011(33)
博士论文
[1]三相四桥臂微网变流器控制策略研究[D]. 周啸.北京交通大学 2015
本文编号：3116536
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