双模式逆变器的主动式孤岛检测研究

发布时间：2017-09-14 18:27

  本文关键词：双模式逆变器的主动式孤岛检测研究

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【摘要】：新能源的不断开发和利用使得分布式发电取得了迅猛的发展,大量的分布式发电接入电网给电网的稳定性和可靠性带来很大的挑战。微电网技术的研究和发展可有效解决分布式发电带来的问题,其相对于传统大电网具有更好的灵活性和可控性,是目前各国电力发展研究的热点。双模式逆变器作为微电网电力电子接口装置,除了满足两种模式的正常运行还需要保证切换过程的平滑性。因而对切换过程中所需要的主动式孤岛检测研究已成为电力发展领域的一个重要方向。本文分析了双模式逆变器的拓扑结构,根据系统实际应用的不同情况,构建了独立控制模式和并网控制模式的数学模型,并设计了相应的控制器。同时为减少切换过程对电网侧电流和负载端电压带来的冲击,加入了电压环以实现模式的平滑转换。此环还可以减少并网模式下的电网波动对输出电流的影响。针对孤岛效应的产生机理及其危害,分析并选择了孤岛检测的评价指标,对盲区的描述采用了f0 normQ?C的坐标平面方法。对经典的主动式孤岛检测方案原理及优缺点进行了对比分析。之后,本文提出了一种改进的主动式频率偏移法孤岛检测方案,该方案将带正反馈的主动频移法和优化电流扰动法相结合,并加入了符号函数。此改进方案相对于传统的主动频率偏移法使得检测盲区减小、对电能质量的影响降低,并加快了不同负载性质情况下的检测速度。搭建MATLAB仿真模型,验证了所述控制理论的合理性。在仿真实验的基础上设计了以TMS320F2812DSP为控制芯片的实验方案,搭建了小型硬件系统电路。
【关键词】：微电网 双模式逆变器 孤岛检测 主动频率偏移
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题的研究背景10-12
• 1.2 孤岛检测的概念和研究意义12-14
• 1.2.1 孤岛效应的产生机理12-13
• 1.2.2 孤岛效应的危害13-14
• 1.2.3 孤岛检测的研究意义14
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势14-16
• 1.3.1 双模式逆变器的研究现状及发展趋势14-15
• 1.3.2 孤岛检测的研究现状及发展趋势15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-18
• 第二章 双模式逆变器的控制策略18-36
• 2.1 双模式逆变器数学模型的构建18-21
• 2.1.1 双模式逆变器的主电路选择分析18-20
• 2.1.2 双模式逆变器的滤波器设计20-21
• 2.2 双模式逆变器的独立控制器设计21-25
• 2.2.1 双模式逆变器的独立模型分析21-22
• 2.2.2 双模式逆变器的独立控制器设计22-23
• 2.2.3 双模式逆变器的独立运行仿真验证23-25
• 2.3 双模式逆变器的并网控制器设计25-30
• 2.3.1 双模式逆变器的并网模型分析26-27
• 2.3.2 双模式逆变器的并网控制器设计27-29
• 2.3.3 双模式逆变器的并网运行仿真验证29-30
• 2.4 双模式逆变器运行模式的平滑切换30-34
• 2.4.1 双模式逆变器模式切换过程的问题分析30
• 2.4.2 双模式逆变器无缝切换控制的实现30-32
• 2.4.3 双模式逆变器的模式切换仿真验证32-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 孤岛检测技术的研究36-50
• 3.1 孤岛检测原理分析36-38
• 3.1.1 计划孤岛和非计划孤岛的划分36-37
• 3.1.2 孤岛检测的测试原理37-38
• 3.1.3 孤岛检测测试电路中品质因数的选择38
• 3.2 孤岛检测检测的有效性指标38-42
• 3.2.1 孤岛检测的时间标准39-40
• 3.2.2 检测盲区的评估方式及选择40-42
• 3.2.3 主动式孤岛检测对电能质量的影响42
• 3.3 经典的主动式孤岛检测方案及其评估42-44
• 3.3.1 主动式孤岛检测方案43-44
• 3.3.2 主动式孤岛检测方案评估44
• 3.4 传统的主动式频率偏移检测算法44-49
• 3.4.1 传统的主动式频率偏移算法的原理44-45
• 3.4.2 传统的主动式频率偏移算法的盲区描述45-48
• 3.4.3 传统的主动式频率偏移对电能质量的影响48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 改进的主动式频率偏移检测算法50-66
• 4.1 带正反馈的主动式频率偏移检测算法50-51
• 4.2 优化电流扰动检测算法51-53
• 4.3 改进的主动式频率偏移检测算法53-59
• 4.3.1 改进的主动式频率偏移检测算法方案53-54
• 4.3.2 改进算法的盲区描述54-56
• 4.3.3 改进算法对电能质量的影响56-58
• 4.3.4 扰动系数的讨论58
• 4.3.5 考虑实际应用问题的扰动方程58-59
• 4.4 仿真实验59-64
• 4.4.1 传统AFD与改进AFD的仿真实验比较60-61
• 4.4.2 不同负载性质下的改进AFD的仿真实验61-64
• 4.5 本章小结64-66
• 第五章 系统实验方案设计66-74
• 5.1 实验方案的设计66
• 5.2 硬件设计66-69
• 5.2.1 主控芯片的选择66-67
• 5.2.2 逆变电路设计67-68
• 5.2.3 驱动电路设计68
• 5.2.4 采样电路设计68-69
• 5.2.5 过零点检测电路设计69
• 5.3 软件设计69-71
• 5.3.1 主程序设计69-70
• 5.3.2 中断子程序设计70-71
• 5.3.3 数字SPWM波形的产生71
• 5.3.4 数字PI控制的实现71
• 5.4 实验结果分析71-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 总结74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 攻读学位期间发表的学术论文目录82-84
• 附录84-86

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4 丁成伟;高鹤;赵吉利;;一种实用的车载逆变器的设计[J];今日电子;2008年03期

5 ;凯翔专业为逆变器检测提供解决方案——逆变器负载柜[J];电源技术应用;2009年05期

6 刘耀宏;;逆变器[J];信息系统工程;2010年05期

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9 张杨俊;王大伟;闫民华;詹景君;;Z源逆变器[J];电源世界;2011年04期

10 郝丽娟;;全球市场准入并网光伏逆变器研讨会在苏召开[J];认证技术;2011年05期

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1 牟必骏;;关于辊道电机逆变器容量的计算和选型[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

2 明正峰;钟彦儒;;用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年

3 郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

4 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

5 郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

6 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

7 肖岚;;逆变器综合课程设计教学平台的开发[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）[C];2004年

8 李德华;余望;张志远;余敬东;;一种新型控制方法在单相逆变器中的应用[A];浙江省电源学会第十届学术年会暨新能源开发与电力电子研讨会论文集[C];2006年

9 杨奇;黄文新;胡育文;钱海;;应用于异步起动机的新型L-源逆变器[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

10 张超华;汤雨;谢少军;;改进Z源逆变器设计[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

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1 记者 涂露芳;北京大型光伏逆变器基地奠基[N];北京日报;2010年

2 本报记者 张子瑞;逆变器行业逆市扩张[N];中国能源报;2011年

3 本报记者 徐建华;光伏逆变器：“寒冬”中逆势而上[N];中国质量报;2012年

4 本报记者 徐恒;国产逆变器：市场好竞争力弱[N];中国电子报;2012年

5 张志辉;致力于提供高性能的光伏逆变器[N];中国能源报;2012年

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7 广东 付兵彭;简易方波12V转220V交流逆变器电路图[N];电子报;2012年

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9 浙江 吴建龙;简易逆变器的制作[N];电子报;2013年

10 本报记者 朱怡;逆变器制造商转向电站开发[N];中国电力报;2014年

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2 蔡春伟;串联型高增益Z源逆变器及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

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4 庄凯;输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究[D];南京航空航天大学;2008年

5 陈金平;多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究[D];长安大学;2013年

6 范功诚;混合动力电动车中高性能Z源逆变器控制器研究[D];华中科技大学;2013年

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8 裴雪军;PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D];华中科技大学;2004年

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9 张路;容错型三相四开关有源电力滤波器控制研究[D];山东大学;2015年

10 阮永宝;基于PLC的微型逆变器智能光伏并网系统及PLC信道特性研究[D];云南师范大学;2015年

，

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