基于下垂控制的多逆变器系统并联模式与并网模式无缝切换策略的研究

发布时间：2017-05-22 19:23

  本文关键词：基于下垂控制的多逆变器系统并联模式与并网模式无缝切换策略的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微型电网和分布式发电技术的提出大大缓解了大电网集中式控制的缺陷,也大大缓解了能源与环境问题。本文以微型电网中的核心部分多逆变器系统进行研究,研究系统的运行模式及模式切换问题。本文首先通过大量的文献介绍了逆变器并联模式、并网模式及模式无缝切换的研究现状,分析了各种策略的利弊。其中,基于下垂控制的无线并联技术由于其分布性好、可靠性高的优点已经被广泛地应用。本文在此基础上引入了基于通信线的改进的下垂控制方法,充分利用了模式切换时必将用到的中央控制器,引入通信后大大提高了系统的并联均流性能。改进下垂法的优点在于系统包含通信线却不依赖通信线,通信线因故障退出后系统仍可按照传统下垂法并联运行,进一步增强了系统的冗余。由于基于下垂法的电压源并网控制策略与并联时的改进的下垂法具有几乎相同的控制方程,为了更好的实现模式无缝切换,本文选择了这种电压源并网的方法。可是,由于电压源并网是间接控制电流,电网电压中又含有丰富的谐波,所以并网电流质量必然很差,这点从实验结果中也可以得到验证。本文提出一种基于谐波补偿的方法很好地解决了这个问题,并网电流的THD由9.8%降到2.3%。由于电网的波动,输出功率与功率基准会产生较大的误差,本文提出一种基于电压频率补偿的方法,大大减小了这种误差,将功率误差控制在合理的范围内。确定了独立模式和并网模式的控制策略后,本文设计出模式无缝切换的方法与步骤,其中包括并网前电压同步的设计,独立模式到并网模式的切换策略,并网模式到独立模式的切换策略。此外,本文还介绍了单台逆变器LC滤波器参数的设计、电压控制环中的PI参数的设计以及系统监控系统labview的设计等。最后,通过PLECS仿真平台以及包含三台逆变器的硬件平台验证了本文所设计的模式切换策略的有效性。结合本课题的完成情况,本文还做了对本课题的总结与并对本课题未完成的工作进行展望。
【关键词】：微型电网 独立模式 并网模式 模式切换 下垂控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 微型电网的概念10-11
• 1.2 微型电网运行模式及模式切换研究现状11-20
• 1.2.1 独立运行模式控制策略11-15
• 1.2.2 并网运行模式的控制策略15-17
• 1.2.3 模式切换的控制策略17-20
• 1.3 本文主要研究内容20-22
• 第二章 基于下垂控制的多逆变器并联系统控制策略的分析与设计22-29
• 2.1 下垂控制方法基本原理22-24
• 2.2 基于通信线的改进的下垂控制方法24-26
• 2.3 实验结果与分析26-28
• 本章小结28-29
• 第三章 基于下垂控制的多逆变器并网系统控制策略的分析与改进29-41
• 3.1 基于下垂法电压源并网控制策略的基本原理29-30
• 3.2 电压源并网时输出功率与功率基准误差的分析与改进30-34
• 3.3 电压源并网时并网电流波形质量的分析与改善34-40
• 本章小结40-41
• 第四章 多逆变器并联运行与并网运行模式切换策略的设计41-51
• 4.1 多逆变器系统电压与电网电压同步策略的设计41-46
• 4.2 独立模式到并网模式的切换策略46-48
• 4.3 并网模式到独立模式的切换策略48-50
• 本章小结50-51
• 第五章 多逆变器系统软硬件设计51-57
• 5.1 系统硬件设计51-53
• 5.2 控制参数的设计53-54
• 5.3 labview监控系统设计54-56
• 本章小结56-57
• 第六章 多逆变器系统实验结果及分析57-70
• 6.1 多逆变器系统的仿真实验57-61
• 6.1.1 多逆变器系统仿真平台的介绍57-58
• 6.1.2 仿真实验结果58-61
• 6.2 多逆变器系统的硬件实验61-69
• 6.2.1 系统硬件平台的介绍61-63
• 6.2.2 系统实验结果63-69
• 本章小结69-70
• 第七章 总结与展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间取得的成果75-76
• 致谢76

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本文编号：386659