分布式光储能逆变器下垂控制及实现

发布时间：2020-06-17 03:07

【摘要】：光储能逆变器是对光伏与储能进行统一逆变的功率变换器,由于免去了储能的单独逆变环节是以具有功率密度高,成本低、效率高的特点,通常应用于独立光伏系统中。随着城市分布式光伏的发展,并联运行的光储能逆变器越来越多,因此多机运行的并联控制研究越来越受关注。本文从光储逆变器本身特点出发,对其结构进行了分析,并采用简化的单相逆变模型进行下垂控制器的研究。针对传统下垂控制精度与稳定性上的不足,本文研究了以下垂控制为外环,电压电流反馈控制为内环的控制器,通过系统开环传递函数分析了系统阻抗特性,引入负载电流前馈控制改变系统等效阻抗,提高内环跟踪下垂控制外环给定值的精度,减小电流扰动下带来的控制误差。在采用极点配置法推导出的内环PI控制器下,基于经典逆变器并联下垂控制模型提出了实时反馈的环流抑制策略以及并机同步控制策略,使微电网孤岛模式下逆变器的并联运行中各逆变器负荷跟随性能好,功率输出精确稳定,具有良好的负载均分性能。同时并机同步时间短,并机过程稳定平滑,减少了并机过程对逆变器并联系统的冲击,为实现微电网孤岛模式下逆变器的冗余并机提供了理论依据。对一台3kVA单相逆变器样机的主要功率器件、驱动电路以及滤波器进行了分析、选型和设计,为所提控制方法的验证提供平台。通过Simulink对两台设计参数相同的单相逆变器并联运行的仿真,验证了所提逆变器双闭环PI控制器的追踪性能,并联下垂控制、环流控制的有效性以及逆变器跟踪同步、直流量偏移修正等技术的可行性。同时搭建了 3kVA单相逆变器样机实验平台,对设计的硬件部分进行了实验和分析,验证了选型及设计部分的性能。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464
【图文】：

２０１７年光伏发电成本已降至７元／瓦［４］。政府为降低光伏发电度电成本出台逡逑了邋０．４２元／度的光伏补贴政策，大大刺激国内光伏市场，使过去十年我国光伏装逡逑机量一直保持高速增长［５］，仅２０１７年我国新增装机量就达５３ＧＷ。图１－１和表１－１逡逑展示了我国２０１７年全国各形式发电量和各形式装机容量所占比例，其中２０１７年逡逑１０６９亿千瓦时的光伏发电量可以替代３３００万吨标准煤，减排二氧化碳９３００万吨，逡逑在推动节能减排上取得了显著的成果。逡逑？其他逡逑２％逡逑图１－１邋２０１７年我国各能源发电量占比逡逑表１－１邋２０１７年我国发电装机容量及发电量详情逡逑发电形式逦装机量（ＧＷ）逦发电量（ｋＷｈ）逡逑全国总发电逦１７７７．０３逦６．３万亿逡逑火力发电逦１１０６．０４逦４．６６万亿逡逑水力发电逦３４１．１９逦１．１９万亿逡逑１逡逑

双向隔离推挽电路与直流母线相连，功率等级为３：２，即ＢＯＯＳＴ最大功率３ｋＷ逡逑和ＰＵＬＬ－ＰＵＬＬ最大功率２ｋＷ，直流母线连接功率等级为３ｋＶＡ的单相全桥逆变逡逑电路，继电器Ｋｌ、ｋ２根据ＤＳＰ信号控制逆变器连接电网和负载，结构图２．１为逡逑光储能逆变器的拓扑。逡逑逦邋Ｌｂｏｏｓｔ逦Ｄ１逦ＩＮＶ逡逑３逦ｙ邋ｙ逦Ｒｉ0ａｄＵ邋Ｇｒｉｄ逡逑图２．１光储能逆变器拓扑结构图逡逑２．１．２邋ＰＥＳＩ的控制系统结构逡逑目前微处理器（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、微控制器（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、数字信号处逡逑理器（Ｄｉｇｉｔａｌ邋ｓｉｇｎａｌ邋ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，邋ＤＳＰ）等集成电路（１Ｃ）发展己有了长足的发展，逡逑相比１０年前的１Ｃ主频更快，功能集成度更高，价格更便宜，己经成为工业产品逡逑高效率控制不可替代的组成部分。ＡＣ－ＤＣ整流器、ＤＣ－ＤＣ直流变换器以及ＤＣ－ＡＣ逡逑逆变器等高性能功率电力电子变换器通常采用ＤＳＰ作为功率变换的主控制器，功逡逑能包括对所有采样电量信号进行处理、执行编译的控制器程序、输出功率器件逡逑ＰＷＭ驱动信号、管理其他Ｉ／Ｏ邋口信息等。除组成ＤＳＰ最小系统的外设电路外，逡逑还需设计与ＤＳＰ信号相适应的高低电平数字信号转换电路，即模拟采样电路、逡逑Ａ／Ｄ转换电路，驱动主功率器件的ＰＷＭ驱动电路等。图＊＊为采用ＤＳＰ的功率变逡逑换主控制器结构。逡逑９逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

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本文编号：2716984