单相UPS并联关键技术研究

发布时间：2017-07-30 09:19

  本文关键词：单相UPS并联关键技术研究

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【摘要】：传统的UPS控制系统在负载为非线性以及多模块并联时,存在输出电压谐波含量大,各模块输出功率不一致,抗干扰能力差等问题,不能满足UPS系统实现:高质量电能、高输出功率因数、高可靠性的发展需求。为此,本文针对单相UPS并联控制系统展开了研究。对传统双闭环逆变模块系统与瞬时平均电流多模块并联系统的工作原理展开研究,并对传统双闭环单相UPS以及传统瞬时平均电流均流并联UPS系统分别进行了仿真及分析。针对单相UPS系统输出电压畸变的问题,本文设计了一种基于改进李雅普诺夫函数控制策略,以稳态量和扰动量作为开关函数,从而实现对系统状态波动的准确跟踪,证明了建立的李雅普诺夫函数满足大范围渐近稳定性,仿真结果表明,系统在该控制策略下具有低THD、低稳态误差和高动态响应。针对多模块UPS并联存在环流的问题,本文设计了基于虚拟阻抗的瞬时电流控制策略,以实现系统高响应、低环流的目的。通过虚拟阻抗改善了由各模块之间参数不平衡带来的环流问题,并进行了仿真。结果表明,采用基于虚拟阻抗的瞬时均流控制策略的并联UPS系统对参数不一致具有高的鲁棒性。搭建了UPS并联系统仿真及实验平台,并针对传统双闭环单相UPS和瞬时平均电流并联UPS系统分别进行了简单的实验验证。另外,进行了基于李雅普诺夫函数控制单相UPS在动态性能的仿真,结果表明,该控制策略具有良好的动态特性。
【关键词】：不间断电源 输出电压畸变 并联系统 环流抑制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 课题背景及研究目的与意义8-9
• 1.2 UPS并联关键技术及现状9-12
• 1.2.1 UPS并联关键技术9-10
• 1.2.2 UPS现状10-12
• 1.3 单模块UPS控制技术发展现状12-14
• 1.3.1 单模块UPS逆变器控制12-13
• 1.3.2 国内外文献综述简析13-14
• 1.4 多模块UPS并联控制技术发展现状14-19
• 1.4.1 多模块UPS并联系统控制14-19
• 1.4.2 国内外文献综述简析19
• 1.5 本文主要研究内容19-20
• 第2章 单模块及多模块UPS控制系统分析20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 单模块逆变器系统建模与分析20-25
• 2.2.1 单模块UPS逆变器建模及工作原理20-22
• 2.2.2 单模块UPS逆变器系统仿真22-25
• 2.3 多模块逆变器并联系统25-28
• 2.3.1 多模块UPS并联系统建模25-26
• 2.3.2 传统瞬时均流控制策略多模块仿真26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 基于李雅普诺夫的单相UPS控制策略29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 单模块控制策略问题分析29-30
• 3.3 基于李雅普诺夫函数逆变器控制策略30-35
• 3.3.1 状态方程的列写及状态变量的确定30-31
• 3.3.2 李雅普诺夫函数平衡点确定31-32
• 3.3.3 改进李雅普诺夫函数控制策略32-33
• 3.3.4 参数选择及控制系统分析33-35
• 3.4 系统仿真35-39
• 3.4.1 无外环仿真35-37
• 3.4.2 改进控制策略系统仿真37-38
• 3.4.3 仿真结果对比38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 基于虚拟阻抗的UPS并联控制策略40-48
• 4.1 引言40
• 4.2 并联均流控制策略分析40-42
• 4.2.1 平均功率均流控制策略分析40
• 4.2.2 平均功率均流控制策略建模40-41
• 4.2.3 基于虚拟阻抗法改进平均功率控制41-42
• 4.3 基于虚拟阻抗瞬时均流控制策略42-44
• 4.3.1 基于虚拟阻抗瞬时均流控制策略原理42-43
• 4.3.2 基于虚拟阻抗瞬时均流控制虚拟阻抗设计43-44
• 4.4 系统仿真44-47
• 4.4.1 平均功率控制44-46
• 4.4.2 虚拟瞬时平均电流控制46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 单相UPS并联平台搭建及实验48-54
• 5.1 引言48
• 5.2 单模块动态响应仿真验证48-50
• 5.3 实验平台及实验结果50-53
• 5.3.1 实验平台50-51
• 5.3.2 单模块实验51-52
• 5.3.3 多模块实验52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60

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本文编号：593510