基于电流下垂控制的不同容量逆变器并联功率控制研究

发布时间：2017-09-16 12:08

  本文关键词：基于电流下垂控制的不同容量逆变器并联功率控制研究

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【摘要】：在大电网出现故障或者微电网需要独立运行时,微电网从大电网中断开进入孤岛运行模式,继续为负荷供电,从而确保微电网中重要负荷不受影响。在微电网孤岛运行时,微电网中各分布式电源根据其自身的容量合理分担负荷的控制以及分布式电源“即插即用”功能的实现是本课题研究的主要内容。对于低压微电网中多机逆变器并联运行共同分担负荷,本文采用了电流下垂控制,各个逆变器独立调节支撑微电网的电压幅值和频率,为了设计系统阻抗呈阻性,本文设计了电压电流双闭环控制器并加入了虚拟电阻,分析了不同容量逆变器并联不能精确分配负荷的原因,并提出了鲁棒控制策略,消除了系统阻抗对有功电流输出的影响,实现了不同容量逆变器并联精确按其容量成比例分担负荷的控制目标,为了确保分布式电源逆变器并联接入和断开时,微电网以及负荷电压的稳定,提出了并联预同步控制策略,避免了逆变器并联接入时对于系统产生大的电流冲击,实现了“即插即用”的功能。为了能够应用于高压大容量的场合,本文主电路采用了二极管箝位型三电平逆变器,分析了其工作原理并对于其存在的中点电位不平衡问题采用了基于空间电压矢量调制的软件算法控制策略。最后对本文提出的控制策略进行了仿真验证,搭建了两台二极管箝位型三电平逆变器并联系统的实验平台,并采用DSP和FPGA来实现所提控制策略的数字化控制。实验结果表明了所提控制策略实现了不同容量逆变器并联按其容量呈比例分担负荷的控制,验证了所提控制策略的有效性和可行性。
【关键词】：不同容量 逆变器并联 电流下垂 即插即用
【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10-16
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 微电网逆变器并联控制技术11-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-16
• 第2章 多机逆变器并联功率控制研究16-48
• 2.1 引言16
• 2.2 电流下垂控制16-18
• 2.3 系统稳定性分析18-22
• 2.4 系统阻抗的设计22-30
• 2.4.1 系统阻抗22-23
• 2.4.2 双闭环调节器的设计23-28
• 2.4.3 虚拟电阻法28-30
• 2.5 不同容量逆变器并联控制策略研究30-34
• 2.5.1 多台逆变器并联按其容量比例分担负荷的条件30-31
• 2.5.2 系统阻抗对电流精确分配的影响31-33
• 2.5.3 鲁棒控制策略33-34
• 2.6 并联预同步控制的研究34-37
• 2.6.1 并联预同步控制34-35
• 2.6.2 并联预同步控制仿真验证35-37
• 2.7 多机逆变器并联组网运行时的仿真验证37-46
• 2.7.1 两台相等容量逆变器并联运行仿真验证38-41
• 2.7.2 两台不同容量逆变器并联运行仿真验证41-43
• 2.7.3 三台不同容量逆变器并联运行仿真验证43-46
• 2.8 本章小结46-48
• 第3章 三电平逆变器控制研究48-63
• 3.1 引言48
• 3.2 微网逆变器主电路设计48-52
• 3.2.1 主电路拓扑的选择48-49
• 3.2.2 LC滤波器参数设计49-52
• 3.3 二极管箝位型三电平逆变器的研究52-58
• 3.3.1 主电路工作原理52-53
• 3.3.2 三电平空间电压矢量调制53-56
• 3.3.3 中点电位平衡控制56-58
• 3.4 带LC滤波器的NPC三电平逆变器建模分析58-60
• 3.5 三电平逆变器的仿真研究60-62
• 3.6 本章小结62-63
• 第4章 系统硬件与软件设计63-71
• 4.1 引言63
• 4.2 多机逆变器并联系统硬件设计63-66
• 4.2.1 主电路硬件的设计64-65
• 4.2.2 控制电路硬件的设计65-66
• 4.3 数字控制系统软件设计66-70
• 4.3.1 准PR调节器的离散化66-67
• 4.3.2 DSP控制系统软件设计67-68
• 4.3.3 FPGA控制系统软件设计68-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第5章 微网逆变器并联组网运行实验验证与分析71-81
• 5.1 引言71
• 5.2 单台逆变器带载独立运行实验71-74
• 5.2.1 单台逆变器开环输出波形71-73
• 5.2.2 单台逆变器闭环输出波形73-74
• 5.3 即插即用控制实验74-76
• 5.4 两台同等容量逆变器并联组网运行实验76-77
• 5.5 两台不同容量逆变器并联组网运行实验77-80
• 5.6 本章小结80-81
• 结论81-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果86-87
• 致谢87-88
• 作者简介88

【参考文献】

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本文编号：862944