具备有源电力滤波功能的三相光伏并网逆变器控制技术研究
发布时间：2022-12-08 23:26
随着经济的飞速发展,能源危机和环境污染问题越来越严重,光伏发电作为一种新型无污染的可再生能源,是促进能源转型和对化石能源替代的重要手段。同时,电网中电力电子器件的使用和用户侧非线性负载会给公共电网带去谐波污染。为减轻电网的谐波问题,利用光伏并网逆变器和有源滤波器在拓扑结构、控制方法等方面相似的特点,将光伏并网逆变器和有源电力滤波器相结合,在同一台逆变器上实现光伏并网功能和有源电力滤波功能,使三相光伏并网系统在光照强时进行并网发电或者并网发电与有源电力滤波同时进行,光照条件不满足发电要求时发挥有源电力滤波功能,从而拓展逆变器的功能。本文从在逆变器的功能拓展和控制策略的改变方面进行研究。首先,对比分析了光伏并网逆变器和并联型有源电力滤波器的异同点,为在同一台逆变器上实现光伏并网功能和有源电力滤波功能提供理论前提;对逆变器进行了选型,确定采用前级为Boost升压电路,后级为电压型逆变器,主电路采用三相全桥拓扑的两级式并网结构。说明主电路参数设计的原则,为搭建并网逆变器仿真系统提供依据;为了对太阳能的充分利用,本文选用追踪速度快、实现方便的扰动观察法作为最大功率点跟踪技术。之后,重点分析了畸变...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多功能逆变器研究现状
1.2.2 多功能逆变器控制策略研究现状
1.3 本文主要内容
第二章 光伏并网逆变器中有源电力滤波功能的实现
2.1 光伏并网逆变器和有源电力滤波器的工作原理分析
2.1.1 光伏并网逆变器工作原理
2.1.2 有源电力滤波器工作原理
2.1.3 光伏并网逆变器与有源电力滤波器的异同
2.2 具备有源电力滤波功能的并网逆变器方案选择及主电路参数设计
2.2.1 逆变器结构选择
2.2.2 滤波器结构选择
2.2.3 具备有源电力滤波功能的并网逆变器总体方案
2.2.4 主电路参数设计原则
2.3 Boost升压电路及最大功率点跟踪算法
2.3.1 Boost升压电路工作原理
2.3.2 最大功率点跟踪算法
2.4 本章小结
第三章 谐波检测技术及指令电流控制
3.1 谐波检测技术
3.1.1 谐波电流检测概述
3.1.2 基于PQ理论的p-q和 i_p-i_q谐波检测方法原理
3.1.3 电压畸变时p-q和 i_p-i_q检测法对比分析及仿真
3.2 i_p-i_q谐波检测法中锁相环的改进
3.2.1 单同步坐标系三相锁相环的原理
3.2.2 基于双二阶广义积分锁相环设计
3.2.3 改进的锁相环及其在i_p-i_q谐波检测法中应用仿真验证
3.3 指令电流合成
3.3.1 不同工作模式下指令电流成分分析
3.3.2 指令电流合成
3.4 本章小结
第四章 dq坐标系下并网控制策略研究
4.1 基于电网电压定向的矢量控制方法
4.1.1 dq坐标系下解耦控制
4.1.2 电流环设计
4.1.3 电压外环设计
4.2 dq坐标系下并网控制策略仿真
4.2.1 仿真模型搭建
4.2.2 并网发电模式仿真分析
4.2.3 有源电力滤波、无功补偿模式仿真分析
4.2.4 复合模式仿真分析
4.3 本章小结
第五章 ABC坐标系下并网控制策略研究
5.1 ABC坐标系下并网控制
5.1.1 ABC坐标系下控制原理
5.1.2 滞环电流控制
5.1.3 改进滞环控制
5.2 ABC坐标系下并网控制策略仿真
5.2.1 仿真模型搭建
5.2.2 并网发电模式仿真分析
5.2.3 有源电力滤波、无功补偿模式仿真
5.2.4 复合模式仿真分析
5.3 dq和 ABC坐标系控制策略下治理效果的对比
5.4 本章小结
第六章 总结
6.1 主要工作回顾
6.2 本课题今后需要进一步研究的地方
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进微电网并网逆变器滞环电流控制策略[J]. 代满意,陈华,郑芬. 电力电子技术. 2018(04)
[2]LCL型有源滤波器电流指令补偿方法[J]. 聂程,雷万钧,王跃,尹诗媛,曹穆. 电网技术. 2018(06)
[3]统一电能质量调节器串联变流器多频级联无源控制研究[J]. 慕小斌,王久和,孙凯,吴卫民,吴学智. 中国电机工程学报. 2017(16)
[4]独立直流微网中混合储能系统的改进多滞环控制策略[J]. 刘志博,刘兴杰. 电工技术学报. 2018(03)
[5]基于改进PR控制的多功能逆变器控制策略[J]. 刘亚峰,陈羽,彭克,刘国栋. 山东电力技术. 2017(06)
[6]多电平单相级联有源滤波器载波调制与电容电压平衡方法[J]. 夏焰坤. 电力系统及其自动化学报. 2017(03)
[7]一种电流跟踪误差补偿的三相有源电力滤波器的无差拍控制方法[J]. 姜卫东,汪磊,马炜程,丁星星,崔学宝. 中国电机工程学报. 2016(20)
[8]抗电网频率波动的重复控制参数设计方法[J]. 竺明哲,叶永强,赵强松,何成骏,徐国峰. 中国电机工程学报. 2016(14)
[9]光伏并网逆变器通用比例复数积分控制策略[J]. 郭小强. 中国电机工程学报. 2015(13)
[10]空间矢量变环宽滞环电流控制方法[J]. 杨仁增,张光先,赵学良. 电网技术. 2015(03)
博士论文
[1]多功能并网逆变器及其微电网应用[D]. 曾正.浙江大学 2014
[2]微网运行和电能质量控制研究[D]. 彭双剑.湖南大学 2011
[3]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]光伏并网逆变器直接功率控制策略研究[D]. 李晨华.重庆大学 2016
[2]具有有源滤波功能的光伏并网系统研究[D]. 曾意.重庆大学 2012
[3]基于DSP的光伏并网逆变器控制策略研究[D]. 辛诚.华南理工大学 2012
[4]具备有源滤波功能的光伏变流器控制策略的研究[D]. 徐丹.北京交通大学 2011
[5]有源电力滤波器与光伏发电的统一控制研究[D]. 张铁良.合肥工业大学 2007
[6]三相PFC及其数字控制[D]. 方宇.南京航空航天大学 2004
本文编号：3714339
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多功能逆变器研究现状
1.2.2 多功能逆变器控制策略研究现状
1.3 本文主要内容
第二章 光伏并网逆变器中有源电力滤波功能的实现
2.1 光伏并网逆变器和有源电力滤波器的工作原理分析
2.1.1 光伏并网逆变器工作原理
2.1.2 有源电力滤波器工作原理
2.1.3 光伏并网逆变器与有源电力滤波器的异同
2.2 具备有源电力滤波功能的并网逆变器方案选择及主电路参数设计
2.2.1 逆变器结构选择
2.2.2 滤波器结构选择
2.2.3 具备有源电力滤波功能的并网逆变器总体方案
2.2.4 主电路参数设计原则
2.3 Boost升压电路及最大功率点跟踪算法
2.3.1 Boost升压电路工作原理
2.3.2 最大功率点跟踪算法
2.4 本章小结
第三章 谐波检测技术及指令电流控制
3.1 谐波检测技术
3.1.1 谐波电流检测概述
3.1.2 基于PQ理论的p-q和 i_p-i_q谐波检测方法原理
3.1.3 电压畸变时p-q和 i_p-i_q检测法对比分析及仿真
3.2 i_p-i_q谐波检测法中锁相环的改进
3.2.1 单同步坐标系三相锁相环的原理
3.2.2 基于双二阶广义积分锁相环设计
3.2.3 改进的锁相环及其在i_p-i_q谐波检测法中应用仿真验证
3.3 指令电流合成
3.3.1 不同工作模式下指令电流成分分析
3.3.2 指令电流合成
3.4 本章小结
第四章 dq坐标系下并网控制策略研究
4.1 基于电网电压定向的矢量控制方法
4.1.1 dq坐标系下解耦控制
4.1.2 电流环设计
4.1.3 电压外环设计
4.2 dq坐标系下并网控制策略仿真
4.2.1 仿真模型搭建
4.2.2 并网发电模式仿真分析
4.2.3 有源电力滤波、无功补偿模式仿真分析
4.2.4 复合模式仿真分析
4.3 本章小结
第五章 ABC坐标系下并网控制策略研究
5.1 ABC坐标系下并网控制
5.1.1 ABC坐标系下控制原理
5.1.2 滞环电流控制
5.1.3 改进滞环控制
5.2 ABC坐标系下并网控制策略仿真
5.2.1 仿真模型搭建
5.2.2 并网发电模式仿真分析
5.2.3 有源电力滤波、无功补偿模式仿真
5.2.4 复合模式仿真分析
5.3 dq和 ABC坐标系控制策略下治理效果的对比
5.4 本章小结
第六章 总结
6.1 主要工作回顾
6.2 本课题今后需要进一步研究的地方
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进微电网并网逆变器滞环电流控制策略[J]. 代满意,陈华,郑芬. 电力电子技术. 2018(04)
[2]LCL型有源滤波器电流指令补偿方法[J]. 聂程,雷万钧,王跃,尹诗媛,曹穆. 电网技术. 2018(06)
[3]统一电能质量调节器串联变流器多频级联无源控制研究[J]. 慕小斌,王久和,孙凯,吴卫民,吴学智. 中国电机工程学报. 2017(16)
[4]独立直流微网中混合储能系统的改进多滞环控制策略[J]. 刘志博,刘兴杰. 电工技术学报. 2018(03)
[5]基于改进PR控制的多功能逆变器控制策略[J]. 刘亚峰,陈羽,彭克,刘国栋. 山东电力技术. 2017(06)
[6]多电平单相级联有源滤波器载波调制与电容电压平衡方法[J]. 夏焰坤. 电力系统及其自动化学报. 2017(03)
[7]一种电流跟踪误差补偿的三相有源电力滤波器的无差拍控制方法[J]. 姜卫东,汪磊,马炜程,丁星星,崔学宝. 中国电机工程学报. 2016(20)
[8]抗电网频率波动的重复控制参数设计方法[J]. 竺明哲,叶永强,赵强松,何成骏,徐国峰. 中国电机工程学报. 2016(14)
[9]光伏并网逆变器通用比例复数积分控制策略[J]. 郭小强. 中国电机工程学报. 2015(13)
[10]空间矢量变环宽滞环电流控制方法[J]. 杨仁增,张光先,赵学良. 电网技术. 2015(03)
博士论文
[1]多功能并网逆变器及其微电网应用[D]. 曾正.浙江大学 2014
[2]微网运行和电能质量控制研究[D]. 彭双剑.湖南大学 2011
[3]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]光伏并网逆变器直接功率控制策略研究[D]. 李晨华.重庆大学 2016
[2]具有有源滤波功能的光伏并网系统研究[D]. 曾意.重庆大学 2012
[3]基于DSP的光伏并网逆变器控制策略研究[D]. 辛诚.华南理工大学 2012
[4]具备有源滤波功能的光伏变流器控制策略的研究[D]. 徐丹.北京交通大学 2011
[5]有源电力滤波器与光伏发电的统一控制研究[D]. 张铁良.合肥工业大学 2007
[6]三相PFC及其数字控制[D]. 方宇.南京航空航天大学 2004
本文编号：3714339
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3714339.html
