弱电网下前馈解耦控制对变流器电流控制稳定性影响的复矢量分析

发布时间：2017-07-08 12:04

  本文关键词：弱电网下前馈解耦控制对变流器电流控制稳定性影响的复矢量分析

  更多相关文章： 变流器 弱电网 电压前馈 电流解耦 复矢量 稳定性

【摘要】：弱电网下风力发电机组和电网之间的相互作用十分明显,需要予以关注和研究。本文的研究对象为全功率型风力发电机组的电流控制,由于其机侧变流器和网侧变流器的运行和控制是相互独立的,因此仅需研究网侧变流器电流控制环与弱电网之间的相互作用。最初引入电压前馈和电流解耦这两个辅助控制环节的目的是为了优化其电流控制的动态特性,在弱电网下有关这两个辅助控制环节对变流器电流稳定性影响的研究较少,故本文将进一步进行详细分析和探究。本文将用于分析三相交流系统或三相电机交流驱动的复矢量理论进一步推广,应用于并网变流器的研究。本文首先建立了并网变流器的复矢量数学模型和复矢量信号流程图。在此基础上,推导了并网变流器输入导纳的表达式,探究了电压前馈和电流解耦对输入导纳电导频率特性的影响。根据阻抗分析法,建立了变流器接入大阻抗电力系统时互联系统的传递函数表达式,通过闭环极点的复矢量的根轨迹验证分析结果。此外使用传统的分析并网变流器的方法,即建立包含电网内抗的并网变流器的复矢量数学模型,推导表征电网电流矢量的跟踪性能的传递函数,根据复矢量的根轨迹判定电压前馈和电流解耦对互联系统电流控制稳定性的影响。应用MATLAB/SIMULINK软件在时域进行仿真验证分析结果的合理性。研究结果表明,电压前馈和电流解耦均会恶化并网变流器电流控制的稳定性,其中电压前馈的影响是决定性的,电流解耦的影响较小甚至可以忽略。因此需要在电流控制环优良的动态性能和较强的鲁棒性之间进行折中。本文的分析为改善和优化变流器的电流调节器设计提供了一定的指导作用,同时进一步推广了复矢量理论的应用范围。
【关键词】：变流器 弱电网 电压前馈 电流解耦 复矢量 稳定性
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 风力发电技术的发展现状与趋势8-9
• 1.2 并网变流器电流控制的研究现状9-11
• 1.3 复矢量理论的研究与应用现状11-12
• 1.4 本论文的主要工作内容12-14
• 2 并网变流器的复矢量建模与分析14-33
• 2.1 并网变流器的基本结构和工作原理14-17
• 2.2 并网变流器主电路的数学建模及稳态分析17-21
• 2.3 并网变流器电流控制系统的设计与分析21-28
• 2.4 并网变流器的复矢量建模与分析28-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 前馈解耦控制对并网变流器电流控制稳定性的影响——阻抗分析法33-50
• 3.1 并网变流器输入阻抗的理论计算及扫频测量33-38
• 3.2 前馈解耦控制对并网变流器电流控制稳定性影响的探究38-42
• 3.3 阻抗分析法验证前馈解耦控制对电流控制稳定性的影响42-46
• 3.4 仿真验证46-48
• 3.5 本章小结48-50
• 4 前馈解耦控制对并网变流器电流控制稳定性的影响——复传递函数法50-65
• 4.1 互联系统复传递函数的理论计算与分析50-53
• 4.2 前馈解耦控制对并网变流器电流控制稳定性影响的探究53-58
• 4.3 仿真验证58-64
• 4.4 本章小结64-65
• 5 总结与展望65-68
• 5.1 全文总结65-66
• 5.2 后续研究工作展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 附录73-77

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本文编号：534441