电网电压畸变情况下三相并网逆变器控制研究

发布时间：2017-08-18 14:29

  本文关键词：电网电压畸变情况下三相并网逆变器控制研究

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【摘要】：近年来,风能、太阳能等可再生能源有了迅猛的发展,无论是在规模还是装机容量上都有很大的增长。以此构建的分布式能源(DG)系统在并网系统中也得到了大规模的应用。越来越多的DG系统接入到电网中,势必会对电网产生影响,而电网的性能好坏也会对DG系统的输出产生巨大的影响。电网本身就含有背景谐波,而电力电子变换器等非线性器件进一步恶化了电网的性能。电网电压中的谐波会使并网发电系统性能变差,降低并网电流质量。所以,研究并网系统中的逆变器控制方法、抑制电网电压畸变、优化逆变器输出性能、保证并网系统高效稳定的运行具有重要的现实意义。本文主要是对电网电压畸变情况下三相并网逆变器控制技术进行研究。首先,本文介绍DG系统的发展现状和研究背景,并给出近年来国内外并网逆变器控制技术的研究现状。其次,对三相并网逆变器进行建模分析,讨论了LCL滤波器的参数设计。在此基础上分析LCL型并网逆变器直接电网电流反馈控制不稳定的原因,并有针对性地加入电容电流反馈实现有源阻尼控制,有效抑制系统谐振。本文采用一种零点补偿的方法,对系统转折频率处进行零点补偿来提高系统的稳定性,实现双电流环反馈控制系统的有效、稳定运行。最后,本文利用准比例谐振控制跟踪基波电流,实现比PI控制更好的并网性能。针对电网电压中含有的高次谐波,在准比例谐振控制中加入谐波补偿环节(HC),形成了基于直接电网电流控制的准PR+HC双电流环控制方案。仿真结果表明,本文提出的直接电网电流控制技术结构简单、性能稳定,能够实现较好的并网。实验搭建了以TMS320F2812为主控芯片的控制电路和三相三桥臂并网逆变器实验平台,实验结果证明本文提出的电网电流直接反馈控制性能稳定,具有良好的并网性能。
【关键词】：并网逆变器 准PR控制 电网电压畸变 直接电网电流反馈控制 零点补偿 有源阻尼
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 分布式发电系统的研究概况11-13
• 1.2.1 分布式发电系统11-12
• 1.2.2 分布式发电系统的发展现状12-13
• 1.3 电网谐波13-14
• 1.3.1 背景谐波概念13-14
• 1.3.2 谐波危害14
• 1.4 课题研究现状14-17
• 1.5 本文主要研究内容17-18
• 第2章 LCL型并网逆变器建模及控制技术18-35
• 2.1 三相并网逆变器拓扑18-19
• 2.2 三相并网逆变器主电路19-24
• 2.2.1 三相并网逆变器主电路滤波器19-22
• 2.2.2 LCL滤波器参数设计22-24
• 2.3 并网逆变器控制研究24-30
• 2.3.1 逆变器侧输出电流反馈控制24-26
• 2.3.2 直接电网电流反馈控制26-28
• 2.3.3 有源阻尼控制和无源阻尼控制28-30
• 2.4 双电流环控制及其仿真波形30-34
• 2.4.1 同步旋转坐标下的双电流环控制30-32
• 2.4.2 同步旋转坐标下的耦合数学模型32-33
• 2.4.3 双电流环控制仿真波形33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 直接电网电流反馈控制研究35-56
• 3.1 直接电网电流反馈控制系统分析35-38
• 3.1.1 直接电网电流反馈控制下的有源阻尼控制35-37
• 3.1.2 直接电网电流反馈控制系统稳定性分析37-38
• 3.2 零点补偿控制方法38-40
• 3.3 准PR控制器40-42
• 3.3.1 PR控制器和PI控制器对比分析40-41
• 3.3.2 准PR控制器和PI控制器对比分析41-42
• 3.4 电网电压无畸变下的并网逆变器控制及其仿真42-46
• 3.5 在电网电压畸变条件下的电网电流控制46-52
• 3.5.1 谐波阻抗的计算46-50
• 3.5.2 系统功率外环介绍50-51
• 3.5.3 仿真模型介绍51-52
• 3.6 仿真波形分析52-55
• 3.7 本章小结55-56
• 第4章 三相并网逆变器系统平台设计56-66
• 4.1 系统平台硬件设计与实现56-59
• 4.1.1 直流侧电容的选取56-57
• 4.1.2 开关管的选取57-58
• 4.1.3 电流传感器58-59
• 4.1.4 电压传感器59
• 4.2 驱动电路设计59-60
• 4.3 控制电路设计60-63
• 4.3.1 电流和电压采样电路60-62
• 4.3.2 PWM电平转换电路62-63
• 4.4 软件及程序设计63-65
• 4.4.1 主控芯片概述63
• 4.4.2 基于DSP的并网控制系统整体设计63
• 4.4.3 系统软件设计流程图63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 三相并网逆变器实验结果和分析66-76
• 5.1 三相并网逆变器实验平台介绍66
• 5.2 三相并网逆变器开环实验66-68
• 5.3 PI控制和准PR控制下的并网实验68-69
• 5.4 电网电压畸变条件下的并网实验69-75
• 5.5 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-83
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果83-84
• 致谢84-85
• 作者简介85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：695091