不同电网条件下并联逆变器并网稳定性研究
发布时间：2022-01-16 23:33
为了解决世界能源紧缺的问题,光伏发电、风力发电等被广泛运用在新能源并网系统中。而由于各种各样的原因,并网点的电压可能会低于额定电压,会直接影响电能质量。因此为了提高并网点电压,一般会在并网点并入无功补偿装置。但这样一来,侧对外呈现的阻抗特性会发生变化,由此会带来运行稳定性的问题。传统的方式是对补偿电容值留有足够裕度的“过补偿”方式回避了这个问题,但这会导致系统运行损耗较大、设备体积大且利率用低;此外,在传统的研究中,补偿装置的等效电容值或是电容器的电容值都被认为是恒定的,而事实上随着系统长时间的运行,电容器具有衰减特性,使其电容值会不断降低,这也会威胁到系统运行的稳定性。本文将通过考虑无功补偿电容的作用,建立逆变器并网稳定性模型,并充分考虑电容器老化衰减特性,提出对应的无功补偿电容值选取策略。本文将阐明传统并网稳定性原理,指明其中所存在的问题,并指出本文的研究方法。根据目前并网稳定性的研究结论,代入合适的参数,计算稳定性结果,将与后文研究作对比;全文将采用主导极点法分析实际系统的并网稳定性。将通过对单逆变器并网系统建模得到考虑补偿电容作用的并网稳定性规律,提出恒值电容下的补偿电容选取策...
【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
【部分图文】：
电网电流反馈下的单逆
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-现有对该情况稳定性的分析方式有很多种，包括Bode图、主导极点法等，若取Lfi=3mH，Cfi=5μF，Lci=1.5mH；Kp=1，Ki=400，可分析和计算可得当电网电感Lg超过3.6mH时，电网电流波形将会不稳定。图2-3是在该参数下Simulink的建模仿真波形图。10.0时间(s)g(A)i10.0时间(s)g(A)ia)Lg=3.5mHb)Lg=3.6mH图2-3电网电感为不同值时电网电流波形图（GCF控制下单逆变器并网）而同理对于图1-2，忽略LCL型滤波器的阻尼电阻后，CCF控制下的逆变器输出电流ili与输出电压vci的关系可由传递函数GLfi(s)表示：f2lfcg3cffcgfcg()1()()()iiiiLiiiiiiiCLLsGsvCLLLsLLLs++==++++(2-4)根据图2-2，CCF控制模式下闭环系统开环传递函数可由G0_CCF(s)表示：f0_CCFpid()()()()iLGs=GsGsGs(2-4)公式（2-4）中G0_CCF(s)的Bode图的谐振频率落在(0,16fs)中系统能稳定运行，随着电网电感Lg增大谐振频率会越来越低。所以，若在强电网能稳定的前提下，随着电网电感Lg增大谐振频率会始终在稳定区间(0,16fs)中，系统始终都能稳定运行，因此在CCF控制下LCL型滤波器参数设计需要满足强电网系统稳定。5.0时间(s)g(A)i5.0时间(s)g(A)ia)Lg=1.8mHb)Lg=2mH图2-4不同电网侧电感下强电网电流波形图（CCF控制下单逆变器并网）当Lfi=3mH，Cfi=9μF，Rfi=0.02Ω；Kp=10，Ki=40时，通过计算，能保证系统强电网稳定运行的LCL型滤波器电网侧电感最小值为Lci=2mH，如图2-4是在该
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-现有对该情况稳定性的分析方式有很多种，包括Bode图、主导极点法等，若取Lfi=3mH，Cfi=5μF，Lci=1.5mH；Kp=1，Ki=400，可分析和计算可得当电网电感Lg超过3.6mH时，电网电流波形将会不稳定。图2-3是在该参数下Simulink的建模仿真波形图。10.0时间(s)g(A)i10.0时间(s)g(A)ia)Lg=3.5mHb)Lg=3.6mH图2-3电网电感为不同值时电网电流波形图（GCF控制下单逆变器并网）而同理对于图1-2，忽略LCL型滤波器的阻尼电阻后，CCF控制下的逆变器输出电流ili与输出电压vci的关系可由传递函数GLfi(s)表示：f2lfcg3cffcgfcg()1()()()iiiiLiiiiiiiCLLsGsvCLLLsLLLs++==++++(2-4)根据图2-2，CCF控制模式下闭环系统开环传递函数可由G0_CCF(s)表示：f0_CCFpid()()()()iLGs=GsGsGs(2-4)公式（2-4）中G0_CCF(s)的Bode图的谐振频率落在(0,16fs)中系统能稳定运行，随着电网电感Lg增大谐振频率会越来越低。所以，若在强电网能稳定的前提下，随着电网电感Lg增大谐振频率会始终在稳定区间(0,16fs)中，系统始终都能稳定运行，因此在CCF控制下LCL型滤波器参数设计需要满足强电网系统稳定。5.0时间(s)g(A)i5.0时间(s)g(A)ia)Lg=1.8mHb)Lg=2mH图2-4不同电网侧电感下强电网电流波形图（CCF控制下单逆变器并网）当Lfi=3mH，Cfi=9μF，Rfi=0.02Ω；Kp=10，Ki=40时，通过计算，能保证系统强电网稳定运行的LCL型滤波器电网侧电感最小值为Lci=2mH，如图2-4是在该
【参考文献】：
期刊论文
[1]电力电容器常见故障分析及预防措施[J]. 王振河,陈天,咸日常,梁东,于洋,谢同平. 电力电容器与无功补偿. 2020(02)
[2]光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J]. 杨晓凯. 集成电路应用. 2020(04)
[3]探究风力发电并网技术及电能质量控制措施[J]. 张玉林. 工程建设与设计. 2019(22)
[4]PLECS仿真平台在电力电子调制实验教学中的应用[J]. 李新旻,张国政,周湛清,喻丽红. 科教导刊(下旬). 2019(06)
[5]基于PLECS的三相两电平变流器仿真实验设计[J]. 严庆增,孙鹏霄,赵仁德. 实验技术与管理. 2019(06)
[6]电力电容器故障统计分析[J]. 汪力,曾湘隆,唐娟,江帆,刘明军,宁佳欣,赵俊晖. 电工技术. 2019(09)
[7]基于PLECS的小型风力发电系统热分析[J]. 尹佳蓓,莫秋云,陈林. 国网技术学院学报. 2018(04)
[8]电网无功功率不足的危害分析及农村低压电网无功补偿方法[J]. 秦中才. 湖州师范学院学报. 2011(S1)
[9]铁电陶瓷电容器的老化常数确定及使用[J]. 邓国强. 电子元件与材料. 1992(05)
[10]电网低电压运行的危害[J]. 李永恒. 低压电器. 1991(03)
硕士论文
[1]风电场并网点电压稳定协调控制策略研究[D]. 李京原.沈阳工业大学 2015
[2]无功补偿电容器故障机理研究[D]. 谢建容.华南理工大学 2011
[3]并网风电场无功补偿策略研究[D]. 冉然.华北电力大学 2011
[4]基于PWM控制的动态无功补偿装置的建模与仿真研究[D]. 庞辉.合肥工业大学 2005
本文编号：3593622
【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
【部分图文】：
电网电流反馈下的单逆
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-现有对该情况稳定性的分析方式有很多种，包括Bode图、主导极点法等，若取Lfi=3mH，Cfi=5μF，Lci=1.5mH；Kp=1，Ki=400，可分析和计算可得当电网电感Lg超过3.6mH时，电网电流波形将会不稳定。图2-3是在该参数下Simulink的建模仿真波形图。10.0时间(s)g(A)i10.0时间(s)g(A)ia)Lg=3.5mHb)Lg=3.6mH图2-3电网电感为不同值时电网电流波形图（GCF控制下单逆变器并网）而同理对于图1-2，忽略LCL型滤波器的阻尼电阻后，CCF控制下的逆变器输出电流ili与输出电压vci的关系可由传递函数GLfi(s)表示：f2lfcg3cffcgfcg()1()()()iiiiLiiiiiiiCLLsGsvCLLLsLLLs++==++++(2-4)根据图2-2，CCF控制模式下闭环系统开环传递函数可由G0_CCF(s)表示：f0_CCFpid()()()()iLGs=GsGsGs(2-4)公式（2-4）中G0_CCF(s)的Bode图的谐振频率落在(0,16fs)中系统能稳定运行，随着电网电感Lg增大谐振频率会越来越低。所以，若在强电网能稳定的前提下，随着电网电感Lg增大谐振频率会始终在稳定区间(0,16fs)中，系统始终都能稳定运行，因此在CCF控制下LCL型滤波器参数设计需要满足强电网系统稳定。5.0时间(s)g(A)i5.0时间(s)g(A)ia)Lg=1.8mHb)Lg=2mH图2-4不同电网侧电感下强电网电流波形图（CCF控制下单逆变器并网）当Lfi=3mH，Cfi=9μF，Rfi=0.02Ω；Kp=10，Ki=40时，通过计算，能保证系统强电网稳定运行的LCL型滤波器电网侧电感最小值为Lci=2mH，如图2-4是在该
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-现有对该情况稳定性的分析方式有很多种，包括Bode图、主导极点法等，若取Lfi=3mH，Cfi=5μF，Lci=1.5mH；Kp=1，Ki=400，可分析和计算可得当电网电感Lg超过3.6mH时，电网电流波形将会不稳定。图2-3是在该参数下Simulink的建模仿真波形图。10.0时间(s)g(A)i10.0时间(s)g(A)ia)Lg=3.5mHb)Lg=3.6mH图2-3电网电感为不同值时电网电流波形图（GCF控制下单逆变器并网）而同理对于图1-2，忽略LCL型滤波器的阻尼电阻后，CCF控制下的逆变器输出电流ili与输出电压vci的关系可由传递函数GLfi(s)表示：f2lfcg3cffcgfcg()1()()()iiiiLiiiiiiiCLLsGsvCLLLsLLLs++==++++(2-4)根据图2-2，CCF控制模式下闭环系统开环传递函数可由G0_CCF(s)表示：f0_CCFpid()()()()iLGs=GsGsGs(2-4)公式（2-4）中G0_CCF(s)的Bode图的谐振频率落在(0,16fs)中系统能稳定运行，随着电网电感Lg增大谐振频率会越来越低。所以，若在强电网能稳定的前提下，随着电网电感Lg增大谐振频率会始终在稳定区间(0,16fs)中，系统始终都能稳定运行，因此在CCF控制下LCL型滤波器参数设计需要满足强电网系统稳定。5.0时间(s)g(A)i5.0时间(s)g(A)ia)Lg=1.8mHb)Lg=2mH图2-4不同电网侧电感下强电网电流波形图（CCF控制下单逆变器并网）当Lfi=3mH，Cfi=9μF，Rfi=0.02Ω；Kp=10，Ki=40时，通过计算，能保证系统强电网稳定运行的LCL型滤波器电网侧电感最小值为Lci=2mH，如图2-4是在该
【参考文献】：
期刊论文
[1]电力电容器常见故障分析及预防措施[J]. 王振河,陈天,咸日常,梁东,于洋,谢同平. 电力电容器与无功补偿. 2020(02)
[2]光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J]. 杨晓凯. 集成电路应用. 2020(04)
[3]探究风力发电并网技术及电能质量控制措施[J]. 张玉林. 工程建设与设计. 2019(22)
[4]PLECS仿真平台在电力电子调制实验教学中的应用[J]. 李新旻,张国政,周湛清,喻丽红. 科教导刊(下旬). 2019(06)
[5]基于PLECS的三相两电平变流器仿真实验设计[J]. 严庆增,孙鹏霄,赵仁德. 实验技术与管理. 2019(06)
[6]电力电容器故障统计分析[J]. 汪力,曾湘隆,唐娟,江帆,刘明军,宁佳欣,赵俊晖. 电工技术. 2019(09)
[7]基于PLECS的小型风力发电系统热分析[J]. 尹佳蓓,莫秋云,陈林. 国网技术学院学报. 2018(04)
[8]电网无功功率不足的危害分析及农村低压电网无功补偿方法[J]. 秦中才. 湖州师范学院学报. 2011(S1)
[9]铁电陶瓷电容器的老化常数确定及使用[J]. 邓国强. 电子元件与材料. 1992(05)
[10]电网低电压运行的危害[J]. 李永恒. 低压电器. 1991(03)
硕士论文
[1]风电场并网点电压稳定协调控制策略研究[D]. 李京原.沈阳工业大学 2015
[2]无功补偿电容器故障机理研究[D]. 谢建容.华南理工大学 2011
[3]并网风电场无功补偿策略研究[D]. 冉然.华北电力大学 2011
[4]基于PWM控制的动态无功补偿装置的建模与仿真研究[D]. 庞辉.合肥工业大学 2005
本文编号：3593622
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