复杂工况下微网逆变器下垂控制改进策略研究

发布时间：2022-07-02 10:42

　　下垂控制是微网逆变器最常用的控制方式之一,具有即插即用、可实现并离网无缝切换等优势。但是下垂控制逆变器在并网模式下对网侧电压抗干扰能力较差,随着微电网内负荷工况愈加复杂,微网交流母线电压受负荷运行影响,存在频率和幅值波动、谐波以及不平衡等现象,导致基于传统下垂控制的逆变器存在输出功率波动,输出电流波形质量差等问题。为此,本文以某光伏组件厂区微电网中三相逆变器为研究对象,针对不同负荷工况对下垂控制进行改进,以提高下垂控制对微电网复杂工况的适应能力。本文通过建立三相并网逆变器下垂控制的小信号模型,深入分析间歇性、非线性负荷下微网交流母线电压频率、幅值波动和谐波对逆变器的影响。提出基于瞬时频率检测和电压幅值PI补偿的复合型电压前馈策略,实现对网侧电压实时前馈。所提策略大大提高了逆变器抗网侧电压干扰能力,有效改善逆变器输出功率平稳度和电流波形质量。微网交流母线电压三相不平衡状态下,逆变器输出功率稳定与电流平衡无法同时实现。为此,本文提出在负序电压前馈外环增加电流-功率分段爬坡改进算法。在并网条件下,所提算法可以根据不同应用场合的控制需求实现输出负序电流幅值与输出功率波动幅值的协调控制,同时解决... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 复杂工况下逆变器下垂控制研究现状
        1.2.1 传统逆变器控制策略概述
        1.2.2 网侧电压波动时下垂控制改进方法
        1.2.3 网侧电压存在谐波时下垂控制改进方法
        1.2.4 网侧电压不平衡时下垂控制改进方法
    1.3 本文研究工作及章节安排
第2章 复杂工况下网侧电压对逆变器影响分析
    2.1 下垂控制原理及小信号建模
        2.1.1 三相逆变器拓扑及数学模型
        2.1.2 下垂控制原理
        2.1.3 下垂控制小信号建模
    2.2 网侧电压波动对逆变器影响分析
    2.3 网侧电压谐波对逆变器影响分析
    2.4 网侧电压不平衡对逆变器影响分析
    2.5 本章小结
第3章 网侧电压波动及谐波环境下下垂控制改进方法
    3.1 传统电压前馈型下垂控制策略
    3.2 复合型电压前馈控制策略
        3.2.1 瞬时频率检测原理
        3.2.2 电压环PI补偿原理
    3.3 改进方法并离网无缝切换的实现
    3.4 仿真验证
        3.4.1 常用锁相环频率检测效果
        3.4.2 网侧电压谐波对输出电流的影响
        3.4.3 网侧电压波动对输出功率的影响
        3.4.4 并离网切换仿真实验结果
    3.5 本章小结
第4章 网侧电压不平衡环境下电流-功率协调控制策略
    4.1 负序电压前馈策略及系统稳定性分析
        4.1.1 基于SOGI锁相环负序电压提取
        4.1.2 负序电压前馈策略的系统稳定性
    4.2 电流-功率分段爬坡算法
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 实验平台设计与验证
    5.1 实验平台设计
        5.1.1 采样调理电路
        5.1.2 控制程序架构
        5.1.3 算法的DSP实现
    5.2 实验结果与分析
第6章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3654219