分布式不等容逆变电源并联控制研究

发布时间：2017-09-05 21:28

  本文关键词：分布式不等容逆变电源并联控制研究

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【摘要】：随着我国经济的快速发展,能源的过度消耗,能源危机和环境问题日益凸显,大力发展以可再生能源为基础的分布式发电技术成为了必然趋势。分布式发电系统由许多不同容量逆变电源并联共同满足不同的负荷需求,逆变器并联运行的关键在于负荷功率的合理分配。因此,对于分布式不等容逆变电源并联运行功率分配策略的研究具有理论参考和工程应用价值。本文重点研究了分布式逆变电源到公共负载的传输阻抗对功率分配的影响,引入了虚拟电阻,将传输阻抗设计为阻性,进而在低压分布式发电系统中采用PV/Qf下垂控制策略进行负荷的分配。分析了不等容逆变电源按额定容量比例精确分担负荷所需满足的条件,在实际分布式发电系统中,由于分布式逆变电源具有位置分散,线路阻抗不确定的特点,采用传统PV/Qf下垂控制具有一定的局限性。本文提出了一种基于负载电压反馈的功率分配策略,消除了线路阻抗对功率分配的影响,实现负荷功率的按额定容量比例精确分配,降低了由下垂控制、虚拟电阻以及负荷变动带来的负载电压降,使负载电压稳定在一定的范围内,提高了系统的稳定性与可靠性。本文在Matlab/Simulink环境下搭建了三台逆变器并联运行仿真模型,对传统PV/Qf下垂控制和改进功率分配策略进行仿真对比,验证了所提出的改进策略的正确性和有效性。设计制作了基于DSP TMS320F28335数字控制的小型分布式不等容逆变电源并联运行实验系统,针对线路阻抗不等、负载突变、线路阻抗突变以及容量不等的情况,分别对PV/Qf下垂控制和改进功率分配策略进行了实验对比和分析,实验结果表明了改进控制方案可以消除线路阻抗对功率分配的影响,提高了系统的安全性和稳定性,在分布式发电系统中具有较强的适应性。
【关键词】：分布式发电 并联逆变电源 功率分配 下垂控制 虚拟电阻
【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
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题研究课课和意义10-11
• 1.2 分布式逆变电源并联控制技术研究现分11-14
• 1.3 改进下垂控制技术研究动改14-17
• 1.3.1 针对功率分配问题的解针方案研究14-16
• 1.3.2 针对电压针率针针问题的解针方案研究16-17
• 1.4 不等容逆变电源并联控制研究动改17-18
• 1.5 本文本要研究内容18-19
• 第2章 分布式逆变电源并联传输阻抗分析19-33
• 2.1 逆变器并联系统功率传输特性19-20
• 2.2 低压分布式逆变电源并联系统传输阻抗分析20-30
• 2.2.1 主电路LC滤波参数设计20-22
• 2.2.2 电压电电电环控制器设计22-26
• 2.2.3 逆变电源并联传输阻抗分析与设计26-30
• 2.3 下垂控制策略分析PV/Qf30-32
• 2.3.1 下垂控制下理30-31
• 2.3.2 下垂系数的下取31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 基于负载电压反馈的功率分配策略分析33-49
• 3.1 不同容量逆变器按容量比例分配的条件33-35
• 3.2 基于负载电压反馈的功率分配策略35-38
• 3.2.1 基于负载电压反馈的功率分配理论分析35-37
• 3.2.2 改进功率分配策略的误差分析37
• 3.2.3 精确设置V~*和ω~* 的重要性分析37-38
• 3.3 逆变电源并联逆同逆控制38-40
• 3.3.1 锁相环原理分析39-40
• 3.3.2 基于锁相环的启动过程设计40
• 3.4 PV/Qf下垂控制与改进功率分配策略仿真对比与分析40-48
• 3.4.1 同等容量逆变器并联仿真分析41-43
• 3.4.2 不同容量逆变器并联仿真分析43-45
• 3.4.3 运行分改突变时逆变器并联仿真分析45-48
• 3.5 本本小结48-49
• 第4章 分布式逆变电源并联实验系统设计49-60
• 4.1 逆变器并联系统硬件电路设计49-56
• 4.1.1 本电路参数设计49-53
• 4.1.2 驱动电路设计53
• 4.1.3 控制电路设计53-56
• 4.1.4 实验实台实实56
• 4.2 逆变器并联系统软件设计56-58
• 4.2.1 并联运行控制逻辑分析56-57
• 4.2.2 逆变器并联系统程逆电程图57-58
• 4.3 本本小结58-60
• 第5章 分布式逆变电源并联实验分析与验证60-73
• 5.1 逆变电源单机运行实验分析60-61
• 5.1.1 单台逆变器开环实验60
• 5.1.2 单台逆变器单环实验60-61
• 5.2 PV/Qf下垂控制并联实验分析61-66
• 5.2.1 线路阻抗相等条件下实验分析61-64
• 5.2.2 线路阻抗不等条件下实验分析64-65
• 5.2.3 不同容量逆变器并联实验分析65-66
• 5.3 基于改进功率分配策略的并联实验分析66-71
• 5.3.1 线路阻抗不等时稳改运行实验分析66-67
• 5.3.2 并联运行分改突变实验分析67-69
• 5.3.3 不同容量逆变器并联实验分析69-71
• 5.4 本本小结71-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果78-79
• 致谢79-80
• 作者简介80

【参考文献】

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本文编号：800207