基于多频率小信号模型的三相并网逆变器系统稳定性分析

发布时间：2023-03-12 14:46

　　随着能源转型的推进,新能源发电占总发电的比重日益上升,电力电子装置被广泛应用在电力系统的各个环节,电力系统电力电子化的趋势也愈发明显,以同步机为主导的传统电力系统的动态特性也随之改变,电网强度变弱已是不容忽视的问题。并网逆变器是电力电子化并网系统的关键部分,其区别于传统的机械装置,在运行过程中会产生大量的谐波,同时并网逆变器与弱电网之间的耦合作用十分复杂,并网逆变器系统的稳定性问题得到了学术界和工业界的共同关注。本文以三相LCL型并网逆变器系统为研究对象,分析了主要的几种并网接口滤波器结构和其阻尼特性。针对LCL型滤波器固有的谐振尖峰,从性能效果和经济价值两方面对无源阻尼方案和有源阻尼方案进行评估,为阻尼方案的合理选择提供依据。重点研究并网逆变器系统中PWM环节的边带效应和混叠效应,建立PWM环节多频率小信号模型和三相并网逆变器的多频率小信号模型。经过对多频率小信号模型的数学简化,最终得到考虑边带效应和混叠效应的PWM环节增益K^*_PWM。本文选取阻抗分析法作为稳定性分析方法,研究网侧阻抗对三相并网逆变器系统稳定性的影响。对在相同条件下,基于传...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 并网逆变器系统及其稳定性分析研究现状
        1.2.1 并网接口滤波器的发展演变
        1.2.2 小信号稳定性分析方法研究现状
        1.2.3 大信号稳定性分析方法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 并网接口滤波器结构与阻尼特性分析
    2.1 引言
    2.2 并网接口滤波器的特性分析
    2.3 无源阻尼特性分析
    2.4 有源阻尼特性分析
    2.5 本章小结
第3章 PWM环节及三相并网逆变器的多频率小信号模型
    3.1 引言
    3.2 PWM环节的多频率小信号模型
    3.3 PWM环节的混叠效应
    3.4 三相并网逆变器的多频率小信号模型
        3.4.1 模型的建立
        3.4.2 模型的简化
        3.4.3 模型的验证
    3.5 本章小结
第4章 三相并网逆变器系统稳定性分析
    4.1 引言
    4.2 阻抗稳定性分析方法
    4.3 三相并网逆变器系统阻抗建模
    4.4 LCL滤波器参数设计
        4.4.1 LCL逆变器侧电感设计
        4.4.2 LCL滤波电容设计
        4.4.3 LCL网侧电感设计
        4.4.4 谐振频率的约束
        4.4.5 无源阻尼电阻设计
        4.4.6 仿真验证
    4.5 影响阻抗模型的因素分析
        4.5.1 数字控制计算延时
        4.5.2 占空比小信号扰动
    4.6 三相并网逆变器系统稳定性分析
        4.6.1 单台三相并网逆变器系统稳定性分析
        4.6.2 多台三相并网逆变器系统稳定性分析
    4.7 本章小结
第5章 实验设计与结果分析
    5.1 引言
    5.2 硬件在环实验平台
        5.2.1 Typhoon HIL
        5.2.2 控制板电路设计
    5.3 稳定性实验与结果分析
        5.3.1 负载突变动态实验
        5.3.2 阻抗切换动态实验
        5.3.3 结果分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3761415