基于下垂控制策略的微网逆变器研究

发布时间：2021-04-19 11:34

随着化石类能源的日益枯竭与环境问题的恶化，具有清洁、高效与可持续特点的分布式能源受到了世界各国的重视，微网技术作为能够有效利用分布式能源的途径成为了研究的热点。在微网系统中，系统环流与实现同步锁相是急需解决的难题。本文针对系统环流问题，运用虚拟阻抗法来改善微网系统的输出阻抗，进而抑制系统环流。面对同步锁相的难题，在应用增强型锁相环的基础上，运用自适应控制来改善因相位突变而造成频率剧烈波动的缺陷。本文主要的研究内容有：首先本文介绍了微网系统的主电路拓扑结构。采用光伏电池作为微网系统的能量来源，主电路采用单相全桥逆变结构，并分析了滤波电感与电容的选取原则，还设计了电感电流与输出电压反馈的双闭环控制系统使微网系统达到其要求的精确性与稳定性。其次，本文根据微网系统的特点与要求，选取下垂并联控制方案作为研究重点。接着研究系统环流产生原因，采用虚拟阻抗法来抑制输出阻抗中阻性成分从而达到抑制系统环流的目的。紧接着本文对增强型锁相环所具有缺陷进行了分析，引入了自适应控制对增强型锁相环关键参数进行控制，在相位突变时能瞬时反应并抑制相位参数对于频率的影响，从而提高了微网系统输出电能的质量。最后运用仿真软件对本文所提出的基于下垂控制策略的微网逆变器进行验证，仿真结果表明本文所提出的理论能够有效改善微网系统的输出特性。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464

文章目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 微网的特点及研究历程

1.2.1 微网的定义

1.2.2 微网的特点

1.2.3 微网的研究历程

1.2.4 微网系统还需解决的问题

1.3 逆变模块并联控制策略的种类

1.4 本课题的主要研究内容及创新点

第二章微网主电路结构及其工作原理

2.1 太阳能光伏发电系统

2.1.1 太阳能电池简介

2.1.2 太阳能电池的输出特性

2.1.3 太阳能电池的数学模型

2.1.4 最大功率追踪算法

2.2 逆变主电路拓扑结构图

2.2.1 逆变电路拓扑结构图

2.2.2 输出滤波电感的设计

2.2.3 输出滤波电容的设计

2.3 逆变电路的双环跟踪控制策略

2.3.1 电感电流反馈环设计

2.3.2 输出电压的前馈复合控制

2.4 本章小结

第三章逆变电源下垂同步并联运行与环流分析

3.1 逆变电源下垂同步并联运行策略简介

3.1.1 下垂同步并联控制策略的基本原理

3.1.2 下垂系数选取原则

3.2 并联系统的环流特性分析与改善措施

3.2.1 系统环流产生的原因与特性

3.2.2 运用虚拟阻抗法抑制系统环流

3.2.3 电流反馈对输出阻抗中阻性部分 r 的抑制

3.2.4 虚拟阻抗法对输出阻抗的校正

3.3 本章小结

第四章锁相环设计

4.1 锁相环的工作原理

4.1.1 锁相环的工作原理

4.1.2 鉴相器的工作原理

4.1.3 环路滤波器的工作原理

4.1.4 环路滤波器的工作原理

4.2 增强型锁相环的工作原理与改进措施

4.2.1 增强型锁相环的工作原理

4.2.2 增强型锁相环的改进措施

4.3 本章小结

第五章微网系统的仿真实验

5.1 微网系统的总体结构

5.2 微网系统的仿真建模

5.2.1 太阳能电池的仿真模型

5.2.2 干扰观察法的仿真模型

5.2.3 逆变电源主电路的仿真模型

5.2.4 瞬时双环控制仿真模型

5.2.5 计算输出功率的仿真模型

5.2.6 下垂控制策略的仿真模型

5.2.7 改进下垂控制策略的仿真模型

5.2.8 增强型锁相环的仿真模型

5.2.9 微网逆变电源的仿真模型

5.3 实验结果与分析

5.4 本章小结

主要结论与展望

主要结论

展望

致谢

参考文献

附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

【参考文献】