单相VSI-BPD闭环功率解耦控制及有功/无功功率控制研究

发布时间：2023-09-16 20:04

　　单相逆变器作为小型分布式发电系统主要拓扑结构,常用来实现太阳能发电、储能单元和燃料电池等直流电源与交流母线之间的能量交换。然而单相逆变器系统中固有的二倍工频脉动功率问题,不仅依赖于可靠性低的电解电容,更影响着直流分布式电源和储能单元的工作效率和寿命,因此需要通过功率解耦技术解决这一问题。同时随着可再生能源(光伏发电、风力发电等)的大量接入电网,现在各国对小功率分布式发电系统要求有灵活的有功、无功功率控制。本文在课题组所提出的一种新型的单相功率解耦逆变器拓扑(Single-Phase Voltage Source Inverter with Voltage-Boosting and Power Decoupling Capabilities,单相VSI-BPD)基础上,围绕功率解耦控制和有功/无功功率控制进行研究,主要研究内容和创新点在于:1.以单相VSI-BPD拓扑为研究对象,分析了单相VSI-BPD拓扑的功率解耦控制机理;并对附加功率解耦电路中电感和功率解耦电容、滤波器中滤波电容和滤波电感进行参数设计,为后续针对闭环功率解耦控制及逆变器控制研究奠定基础;最后,基于RTLAB硬件在环半...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 本文研究背景及意义
    1.2 单相逆变器二倍工频脉动功率
    1.3 单相逆变器功率解耦技术及其控制策略研究现状
        1.3.1 功率解耦技术研究现状
        1.3.2 功率解耦控制策略研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 单相VSI-BPD拓扑工作原理及其特性
    2.1 拓扑结构及其工作原理
    2.2 功率解耦工作原理
    2.3 附加功率解耦电路参数设计
        2.3.1 附加功率解耦电路电感参数设计
        2.3.2 单位功率因数下功率解耦电容参数设计
    2.4 滤波器参数设计
    2.5 开环带载硬件在环仿真
    2.6 本章小结
第三章 单相VSI-BPD拓扑闭环功率解耦控制策略
    3.1 附加功率解耦电路参数对功率解耦效果影响分析
        3.1.1 电感中串联电阻对功率解耦效果影响分析
        3.1.2 功率解耦电容容值对功率解耦效果影响分析
    3.2 闭环功率解耦控制策略
    3.3 仿真验证
    3.4 本章小结
第四章 单相VSI-BPD拓扑无功功率控制策略
    4.1 单相逆变器控制策略
    4.2 单相逆变器构造正交量方法
    4.3 单相逆变器数学建模
        4.3.1 静止坐标系下逆变器数学模型
        4.3.2 同步旋转坐标系下逆变器数学模型
    4.4 单相逆变器无功功率控制策略
        4.4.1 无功功率控制策略
        4.4.2 功率解耦控制与无功功率控制关系分析
        4.4.3 非单位功率因数下功率解耦电容容值设计
    4.5 仿真验证
        4.5.1 PI控制器稳态误差追踪仿真
        4.5.2 功率解耦控制和无功功率控制仿真
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要工作总结
    5.2 下一步工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3847114