微网电能质量监测及控制方法研究

发布时间：2017-09-11 12:34

  本文关键词：微网电能质量监测及控制方法研究

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【摘要】：微网是一个区域性的小型电力系统,由分布式电源、储能及负载等组成,高效发挥了可再生能源的绿色、无污染等优点。但由于分布式电源发电的波动性和间歇性,以及电力电子器件的大量应用,影响微网电能质量。因此,对微网进行实时监测,分析和评价电能质量指标,通过控制改善电能质量,使其指标达到国家标准具有重要意义。本文来源于实际工程项目“微网控制器的控制算法研究和电能监测装置研发”。主要开发了电能质量监测系统,并研究了通过逆变器改善电能质量的控制策略,重点改善了电压波动以及谐波畸变这两种电能质量问题。主要研究内容如下：(1)在LabVIEW软件中开发了电能质量监测系统。解决了原有实验平台不能实时监测、底层代码不开放、不具有电能质量分析功能等问题。本系统通过硬节点采集实现了微网电能的实时监测,对监测到的数据进行处理,实现了各项电能质量指标的评价。在云电科技园微网实验室中验证了系统的实时性以及有效性,为后续研究电能质量控制算法搭建了平台。(2)研究了孤网下单个微源逆变器的下垂控制策略。整个控制环路通过功率计算模块、电压电流双环控制器模块以及矢量脉宽调制模块得到逆变器的控制信号。在Matlab/Simulink环境中建立了该控制系统的仿真模型,通过与不带下垂控制的仿真结果进行对比。结果表明该控制策略能够改善逆变器输出的电压波动以及谐波畸变。(3)研究了多微源逆变器并联控制策略。在孤网运行中,并联逆变器之间通过对等控制进行功率分配,微源逆变器下垂控制策略改善电能质量。仿真模拟了孤网实际中可能出现的微源、负载投切的工况,重点分析了微源功率分配、负载电压、电流、谐波以及系统频率等,仿真结果表明,本文所述的控制策略可以改善电压波动以及电压谐波畸变,使其符合国家标准。
【关键词】：微网 电能质量 实时监测 下垂控制 逆变器并联
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 微网电能质量发展现状12-15
• 1.2.1 电能质量概念及评价标准12
• 1.2.2 电能质量检测装置国内外发展12-13
• 1.2.3 虚拟仪器在电能质量监测系统中的应用13-14
• 1.2.4 微网电能质量控制研究现状14-15
• 1.3 本文主要内容15-17
• 第二章 微网电能质量监测系统开发17-35
• 2.1 引言17
• 2.2 微网实验室整体架构17-18
• 2.3 系统总体结构18
• 2.4 硬件设计18-20
• 2.4.1 测量采集点的选取18
• 2.4.2 电压电流互感器18-19
• 2.4.3 数据采集卡19-20
• 2.5 软件设计20-27
• 2.5.1 开发环境20
• 2.5.2 软件总体设计20-23
• 2.5.3 基于生产者/消费者的软件架构23
• 2.5.4 监控系统程序23-26
• 2.5.5 数据采集模块设计26-27
• 2.6 电能质量指标分析模块设计27-34
• 2.6.1 电能质量指标定义及标准27-32
• 2.6.2 电能质量指标分析软件实现32-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 单个微源逆变器控制策略研究35-55
• 3.1 引言35
• 3.2 单个微源逆变器控制策略选取35-36
• 3.3 孤网下单个微源逆变器下垂控制设计36-48
• 3.3.1 三相逆变器数学建模37-39
• 3.3.2 下垂控制设计39-42
• 3.3.3 功率环控制器设计42-43
• 3.3.4 电压电流双闭环控制器设计43-45
• 3.3.5 电压空间矢量脉冲宽度调制控制算法45-48
• 3.4 孤网下单个微源逆变器仿真分析48-53
• 3.4.1 仿真模型搭建48-50
• 3.4.2 仿真工况50-51
• 3.4.3 仿真结果对比分析51-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第四章 多微源逆变器控制策略研究55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 微网控制策略选取55-56
• 4.3 对等控制策略56-58
• 4.4 孤网下多微源对等控制仿真58-63
• 4.4.1 仿真模型搭建58
• 4.4.2 仿真工况1：微源功率等级相同58-60
• 4.4.3 仿真工况2：微源功率等级不同60-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第五章 实验结果与分析65-73
• 5.1 实验平台65-66
• 5.2 监测系统在线调试66-71
• 5.2.1 实验方法66
• 5.2.2 负载三相平衡时的电能质量分析66
• 5.2.3 负载三相不平衡及负载突降的电能质量分析66-70
• 5.2.4 负载突增时的波形分析70
• 5.2.5 离线运行验证70-71
• 5.3 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录 攻读硕士期间发表学术论文和参与的科研项目81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 钟伟强;现代逆变技术的广泛应用[J];东方电气评论;2004年04期

2 杨进,肖湘宁;电能质量监测技术发展新趋势——网络化、信息化、标准化[J];电力自动化设备;2004年11期

3 张志超;魏富建;王义峰;;单周期控制策略在统一电能质量调节器中的应用研究[J];电力系统保护与控制;2009年22期

4 周卫平;吴正国;唐劲松;刘大明;;SVPWM的等效算法及SVPWM与SPWM的本质联系[J];中国电机工程学报;2006年02期

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本文编号：830766