基于微电网的双向AC/DC变换器的控制策略研究
发布时间：2021-04-28 10:34
近年来,随着全球能源资源日益匮乏、环境污染和全球变暖等问题日益严重,以分布式发电技术为基础的微电网得以快速发展。在微电网中,双向AC/DC变换器是实现电能传输、管理、储存、并离网的关键变流器件,是构建交直流混合微电网的基础。本文首先从拓扑结构、控制方式两个方向阐述了双向AC/DC变换器的研究现状,分析和比较了常见设计的优缺点。结合具体使用场景和项目要求,决定了基础拓扑结构,并根据拓扑电路图建立了不同坐标系下的数学模型,同时介绍了LCL滤波,空间矢量控制技术（SVPWM）在本次设计中的应用。然后针对微电网的不同工作模式分析了双向AC/DC变换器的控制状态和目标,设计相应的控制系统,并运用matlab仿真软件对控制系统的动态性能与稳态性能进行仿真分析。最后搭建了以TMS320F28035为核心的实验样机,实验结果验证了控制系统的有效性。
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 PWM整流器发展概况
1.3 本文主要内容
2 PWM整流器概述
2.1 三相VSR数学模型的建立
2.1.1 VSR一般数学模型
2.1.2 三相VSR的dq模型建立
2.2 LCL滤波器的应用及参数设计
2.2.1 LCL滤波器参数的设计限制
2.2.2 LCL滤波器桥臂侧电感L的设计
2.2.3 LCL滤波器网侧LC参数的设计
2.2.4 LCL滤波器参数设计的检验与校正
2.2.5 直流侧电容的选取
2.3 VSR空间矢量PWM控制
2.4 本章小结
3 控制系统设计
3.1 并网模式下的控制系统设计
3.1.1 基于电网电压定向的矢量控制
3.1.2 双环控制器设计
3.1.3 空间矢量脉宽调制的实现
3.1.4 以坐标变换为基础的正序分量提取的三相闭环锁相
3.2 孤岛模式下的控制系统设计
3.2.1 恒压恒频控制
3.2.2 恒压恒频控制的双环控制器设计
3.2.3 下垂控制
3.2.4 下垂控制双环控制器设计及等效阻抗特性
3.2.5 下垂控制逆变器输出阻抗的构造
3.3 本章小结
4 PWM整流器的控制策略仿真
4.1 并网模式的仿真
4.2 孤岛模式的仿真
4.2.1 恒压恒频控制
4.2.2 下垂控制
4.3 本章小结
5 实验设备设计与实验环境搭建
5.1 硬件电路设计
5.1.1 主要元器件的选型
5.1.2 控制系统的设计
5.2 软件部分设计
5.3 实验环境搭建
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LCL集成滤波器的单相AC-DC变换器[J]. 李思奇,舒文彬,米春亭,鲁思兆,邓钧君. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]基于V/F控制的三相逆变器仿真模型的研究[J]. 张飞,刘亚,张玉杰. 自动化与仪器仪表. 2015(08)
[3]独立型微电网中基于虚拟阻抗的改进下垂控制[J]. 鲍薇,胡学浩,李光辉,鲍威宇. 电力系统保护与控制. 2013(16)
[4]微网研究中的关键技术[J]. 丁明,张颖媛,茆美琴. 电网技术. 2009(11)
[5]新型电网-微电网（Microgrid）研究综述[J]. 盛鹍,孔力,齐智平,裴玮,吴汉,息鹏. 继电器. 2007(12)
[6]分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]. 胡学浩. 电工技术杂志. 2004(10)
[7]分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]. 梁有伟,胡志坚,陈允平. 电网技术. 2003(12)
[8]三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计[J]. 史伟伟,蒋全,胡敏强,唐国庆,蒋平. 东南大学学报(自然科学版). 2002(01)
[9]三相高功率因数整流器的电流控制[J]. 杨德刚,刘润生,赵良炳. 电工技术学报. 2000(02)
[10]电压空间矢量调制与常规SPWM的比较研究[J]. 熊健,康勇,张凯,陈坚. 电力电子技术. 1999(01)
硕士论文
[1]基于不同仿真模型的交直流电网控制特性研究[D]. 周静敏.华北电力大学(北京) 2016
[2]微电网逆变器PV/QF下垂控制技术的研究[D]. 尚淑婷.燕山大学 2013
[3]LCL-VSR的控制与设计[D]. 刘芳.合肥工业大学 2008
本文编号：3165325
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 PWM整流器发展概况
1.3 本文主要内容
2 PWM整流器概述
2.1 三相VSR数学模型的建立
2.1.1 VSR一般数学模型
2.1.2 三相VSR的dq模型建立
2.2 LCL滤波器的应用及参数设计
2.2.1 LCL滤波器参数的设计限制
2.2.2 LCL滤波器桥臂侧电感L的设计
2.2.3 LCL滤波器网侧LC参数的设计
2.2.4 LCL滤波器参数设计的检验与校正
2.2.5 直流侧电容的选取
2.3 VSR空间矢量PWM控制
2.4 本章小结
3 控制系统设计
3.1 并网模式下的控制系统设计
3.1.1 基于电网电压定向的矢量控制
3.1.2 双环控制器设计
3.1.3 空间矢量脉宽调制的实现
3.1.4 以坐标变换为基础的正序分量提取的三相闭环锁相
3.2 孤岛模式下的控制系统设计
3.2.1 恒压恒频控制
3.2.2 恒压恒频控制的双环控制器设计
3.2.3 下垂控制
3.2.4 下垂控制双环控制器设计及等效阻抗特性
3.2.5 下垂控制逆变器输出阻抗的构造
3.3 本章小结
4 PWM整流器的控制策略仿真
4.1 并网模式的仿真
4.2 孤岛模式的仿真
4.2.1 恒压恒频控制
4.2.2 下垂控制
4.3 本章小结
5 实验设备设计与实验环境搭建
5.1 硬件电路设计
5.1.1 主要元器件的选型
5.1.2 控制系统的设计
5.2 软件部分设计
5.3 实验环境搭建
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LCL集成滤波器的单相AC-DC变换器[J]. 李思奇,舒文彬,米春亭,鲁思兆,邓钧君. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]基于V/F控制的三相逆变器仿真模型的研究[J]. 张飞,刘亚,张玉杰. 自动化与仪器仪表. 2015(08)
[3]独立型微电网中基于虚拟阻抗的改进下垂控制[J]. 鲍薇,胡学浩,李光辉,鲍威宇. 电力系统保护与控制. 2013(16)
[4]微网研究中的关键技术[J]. 丁明,张颖媛,茆美琴. 电网技术. 2009(11)
[5]新型电网-微电网（Microgrid）研究综述[J]. 盛鹍,孔力,齐智平,裴玮,吴汉,息鹏. 继电器. 2007(12)
[6]分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]. 胡学浩. 电工技术杂志. 2004(10)
[7]分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]. 梁有伟,胡志坚,陈允平. 电网技术. 2003(12)
[8]三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计[J]. 史伟伟,蒋全,胡敏强,唐国庆,蒋平. 东南大学学报(自然科学版). 2002(01)
[9]三相高功率因数整流器的电流控制[J]. 杨德刚,刘润生,赵良炳. 电工技术学报. 2000(02)
[10]电压空间矢量调制与常规SPWM的比较研究[J]. 熊健,康勇,张凯,陈坚. 电力电子技术. 1999(01)
硕士论文
[1]基于不同仿真模型的交直流电网控制特性研究[D]. 周静敏.华北电力大学(北京) 2016
[2]微电网逆变器PV/QF下垂控制技术的研究[D]. 尚淑婷.燕山大学 2013
[3]LCL-VSR的控制与设计[D]. 刘芳.合肥工业大学 2008
本文编号：3165325
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3165325.html
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