分布式电源电压控制型接口逆变器控制策略研究
发布时间：2021-07-11 09:59
近年来,电压控制型并网逆变器由于其特有的优点,如便于并网孤岛模式之间的切换、便于多电源之间的功率共享及分配、具有类似于传统发电机的电压源特性、可脱离锁相环运行等,得到广泛的关注与应用。电压控制型并网逆变器的本地控制主要由双层控制体系以及电网同步系统组成。第一层为逆变器控制层,实现逆变电压的无静差控制;第二层为应用控制层,根据不同的功能要求实现功率控制。双层控制体系构成了电压控制型逆变器的本地控制功能（或称为分散式控制）。电网同步系统则用于实现并网前的预同步功能。针对电压控制型并网逆变器控制设计,本文研究了电压控制型并网逆变器基本特性及其建模控制方法,系统地设计了用于电压控制型接口逆变器并网控制的电网同步算法、内环电压控制算法以及外环功率控制算法。主要研究内容分为三部分:首先,针对电网同步算法,建立三相信号的复变量模型,并基于状态观测理论,建立了统一的三相电压信号复变量观测器。基于论文所设计的统一复变量观测器,分析并论证了传统的以广义二阶积分器（Second-Order Generalized Integrator,SOGI）为代表的实变量滤波器与以降阶广义积分器（Reduced Ord...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 电压控制型并网逆变器控制研究现状
1.2.1 电网同步技术综述
1.2.2 电压控制算法综述
1.2.3 并网功率控制综述
1.3 课题研究内容与项目支持
1.3.1 研究内容及章节安排
1.3.2 支持项目介绍
第二章 基于复系数复变量滤波器的锁频环
2.1 复变量滤波器
2.1.1 实系数复变量滤波器
2.1.2 复系数复变量滤波器
2.1.3 谐波检测应用
2.2 频率观测算法
2.2.1 频率误差分析
2.2.2 锁频环(FLL)设计
2.3 实验结果
2.3.1 频率观测性能
2.3.2 性能对比
2.3.3 综合性能评估
2.4 本章小结
第三章 基于复变量设计的慢动态消除电压控制
3.1 慢动态消除电压控制算法
3.1.1 逆变器模型
3.1.2 传统双环控制
3.1.3 慢动态消除电压控制
3.2 控制性能分析
3.2.1 性能评估
3.2.2 灵敏度分析
3.2.3 控制延迟影响分析
3.2.4 功率控制性能影响分析
3.3 实验结果
3.3.1 性能对比
3.3.2 鲁棒性验证
3.3.3 谐波分析
3.3.4 功率控制性能影响
3.4 本章小结
第四章 时间常数可调的并网瞬时功率控制
4.1 时间常数可定制功率控制算法
4.1.1 有功惯量支持控制算法
4.1.2 有功下垂控制算法
4.1.3 无功下垂控制算法
4.2 实验结果
4.2.1 功率跟随控制
4.2.2 有功惯量支持控制
4.2.3 下垂功率控制
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 本文工作总结
5.2 后续工作展望
致谢
博士学位期间取得的科研成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散复变量自适应滤波器的三相电网同步算法[J]. 全相军,窦晓波,吴在军,胡敏强,马建,陈克绪. 电力系统自动化. 2017(16)
[2]虚拟同步机技术在电力系统中的应用与挑战[J]. 吕志鹏,盛万兴,刘海涛,孙丽敬,吴鸣,李蕊. 中国电机工程学报. 2017(02)
[3]解耦双同步坐标系下单相锁相环技术[J]. 文武松,张颖超,王璐,詹天文,龙江涛. 电力系统自动化. 2016(20)
[4]逆变器电压复变量谐振优化控制[J]. 全相军,窦晓波,龙昌明,吴在军,胡敏强,陈锋. 中国电机工程学报. 2016(15)
[5]基于离散谐振器的自适应数字锁频环设计[J]. 全相军,窦晓波,吴在军,胡敏强,袁简,倪春花. 中国电机工程学报. 2016(13)
[6]主动配电网背景下无功电压控制方法综述[J]. 陈旭,张勇军,黄向敏. 电力系统自动化. 2016(01)
[7]分布式电源并网对于配电网的影响研究[J]. 沈鑫,曹敏. 电工技术学报. 2015(S1)
[8]解耦混合坐标系并网逆变器电网同步方法[J]. 沈虹,李清坤,郭小强,王宝诚,卢志刚,孙孝峰. 电力系统自动化. 2014(20)
[9]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)
[10]采用正弦幅值积分器的电网基波电压同步信号检测[J]. 杜雄,王国宁,孙鹏菊,周雒维. 中国电机工程学报. 2013(36)
本文编号：3277870
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 电压控制型并网逆变器控制研究现状
1.2.1 电网同步技术综述
1.2.2 电压控制算法综述
1.2.3 并网功率控制综述
1.3 课题研究内容与项目支持
1.3.1 研究内容及章节安排
1.3.2 支持项目介绍
第二章 基于复系数复变量滤波器的锁频环
2.1 复变量滤波器
2.1.1 实系数复变量滤波器
2.1.2 复系数复变量滤波器
2.1.3 谐波检测应用
2.2 频率观测算法
2.2.1 频率误差分析
2.2.2 锁频环(FLL)设计
2.3 实验结果
2.3.1 频率观测性能
2.3.2 性能对比
2.3.3 综合性能评估
2.4 本章小结
第三章 基于复变量设计的慢动态消除电压控制
3.1 慢动态消除电压控制算法
3.1.1 逆变器模型
3.1.2 传统双环控制
3.1.3 慢动态消除电压控制
3.2 控制性能分析
3.2.1 性能评估
3.2.2 灵敏度分析
3.2.3 控制延迟影响分析
3.2.4 功率控制性能影响分析
3.3 实验结果
3.3.1 性能对比
3.3.2 鲁棒性验证
3.3.3 谐波分析
3.3.4 功率控制性能影响
3.4 本章小结
第四章 时间常数可调的并网瞬时功率控制
4.1 时间常数可定制功率控制算法
4.1.1 有功惯量支持控制算法
4.1.2 有功下垂控制算法
4.1.3 无功下垂控制算法
4.2 实验结果
4.2.1 功率跟随控制
4.2.2 有功惯量支持控制
4.2.3 下垂功率控制
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 本文工作总结
5.2 后续工作展望
致谢
博士学位期间取得的科研成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散复变量自适应滤波器的三相电网同步算法[J]. 全相军,窦晓波,吴在军,胡敏强,马建,陈克绪. 电力系统自动化. 2017(16)
[2]虚拟同步机技术在电力系统中的应用与挑战[J]. 吕志鹏,盛万兴,刘海涛,孙丽敬,吴鸣,李蕊. 中国电机工程学报. 2017(02)
[3]解耦双同步坐标系下单相锁相环技术[J]. 文武松,张颖超,王璐,詹天文,龙江涛. 电力系统自动化. 2016(20)
[4]逆变器电压复变量谐振优化控制[J]. 全相军,窦晓波,龙昌明,吴在军,胡敏强,陈锋. 中国电机工程学报. 2016(15)
[5]基于离散谐振器的自适应数字锁频环设计[J]. 全相军,窦晓波,吴在军,胡敏强,袁简,倪春花. 中国电机工程学报. 2016(13)
[6]主动配电网背景下无功电压控制方法综述[J]. 陈旭,张勇军,黄向敏. 电力系统自动化. 2016(01)
[7]分布式电源并网对于配电网的影响研究[J]. 沈鑫,曹敏. 电工技术学报. 2015(S1)
[8]解耦混合坐标系并网逆变器电网同步方法[J]. 沈虹,李清坤,郭小强,王宝诚,卢志刚,孙孝峰. 电力系统自动化. 2014(20)
[9]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)
[10]采用正弦幅值积分器的电网基波电压同步信号检测[J]. 杜雄,王国宁,孙鹏菊,周雒维. 中国电机工程学报. 2013(36)
本文编号：3277870
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