直流微网电机并网控制方法研究

发布时间：2020-10-14 21:52

　　 能源对于社会的发展至关重要,随着经济的高速发展,人类对于能源的需求有增无减,传统化石能源的不断消耗以及由此引发的环境保护问题,使我们将目光转向可再生能源技术。太阳能作为可再生能源的一种,具有资源无限、无污染及可持续性等优点,发展潜力巨大,太阳能光伏发电技术逐渐成为人们关注的热门技术。为了解决光伏发电输出功率的随机性和不稳定性,人们将光伏电池和储能系统组成光伏储能系统,并以此系统为主要部分构成光储直流微网。随着新能源发电技术的不断发展,直流微网并网技术也逐渐成为人们日益关注的热点。目前,直流微网经逆变器与交流电网互联的情况较为常见,逆变器运行过程中存在谐波含量较大、故障率较高且控制复杂等问题。本文充分利用电机寿命长、并网电能质量不受背景谐波影响且在高压、大容量下运行维护成本低等优势,提出直流微网经直流—交流电机实现并网的方案,分别对直流微网经直流—异步电机和直流—同步电机两种组合方式下的并网系统进行了仿真研究,对光伏系统的最大功率跟踪控制、蓄电池储能系统的恒压控制、同步电机励磁控制、直流电机转速控制等进行了详细分析与阐述,本文主要内容如下:首先,介绍了以光伏发电为代表的新能源发电技术的重要性以及直流微网技术的发展历程与发展现状,对直流微网经逆变器与交流电网互联过程中逆变器存在的一些缺点与不足进行讨论,提出直流微网经直流—交流电机并网方案。其次,介绍了光储直流微网经直流—异步电机并网系统的结构,搭建了该并网系统的数学模型,给出了并网控制策略。该光储直流微网中,光伏电源工作在MPPT模式,蓄电池储能系统工作在恒压模式,以维持直流母线电压恒定。直流电机拖动三相异步电机同轴旋转,三相异步电机定子绕组与交流电网相连,当三相异步电机转速接近同步速时,并网开关合闸,实现光储直流微网并网运行以及直流电能和交流电能之间的相互转换。然后,介绍了光储直流微网经直流—同步电机并网系统的结构,搭建了该并网系统的数学模型,给出了控制策略。光储直流微网经直流—同步电机并网系统与上文所介绍的光储直流微网经直流—异步电机并网系统结构基本相同,只是在并网处将异步电机换成同步电机。因此,本部分着重介绍了同步电机并网条件的判断以及同步电机和交流电网之间无功功率的传递,其他诸如直流微网部分的控制、直流母线稳压控制则与上一部分相同。最后,在MATLAB/Simulink环境下分别搭建了直流微网经直流—异步电机并网系统和直流微网经直流—同步电机并网系统仿真模型,并对系统直流母线电压、直流电机转速、同步电机转速、异步电机转速、输出有功和无功功率等关键参数波形进行分析阐述,仿真结果验证了这两种并网方案的可行性和有效性。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM30
【部分图文】：

直流电动机的工作原理

华北电力大学硕士学位论文矩，则根据法例第电磁感应定律，线圈切割磁力线着转轴旋转而电刷静止不动，使得从电刷 A 和 B 中机械能转换为直流电能[35]。图 2-3 直流电动机的工作原理
【参考文献】

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1 林永朋;陶顺;肖湘宁;;电压不平衡条件下并网逆变器的直流电压控制[J];电网技术;2015年06期

2 杨立永;刘伟鹏;陈智刚;陈强年;;单相光伏并网逆变器低次谐波抑制研究[J];电力电子技术;2015年01期

3 李涛;张晓锋;乔鸣忠;李遵华;;逆变器系统的低次谐波段线性消除[J];机械设计与制造;2012年12期

本文编号：2841242