基于重复控制的微网逆变器关键技术研究

发布时间：2017-09-25 15:28

  本文关键词：基于重复控制的微网逆变器关键技术研究

  更多相关文章： 微网逆变器 重复控制 负载不平衡 电流谐波

【摘要】：随着能源与环境问题的日益凸显,分布式发电技术不断发展。分布式电源具有发电方式灵活,对环境友好,能源利用率高等优点,但是分布式电源的大规模渗透会对大电网稳定性产生一些负面影响。微网不仅能解决分布式电源大规模接入的问题,也能发挥各种分布式电源的优势,提高供电可靠性和效益。微网逆变器作为微网中的基本电力电子接口单元,对其进行合理有效的控制直接关系到微网的安全稳定运行。本文首先建立了微网逆变器的数学模型,对微网逆变器的传统PI控制环路进行了参数设计;针对逆变器孤岛工作情况下负载不平衡导致的输出电压不平衡,本文分析了不平衡产生的根本原因,研究了基于重复控制的孤岛模式微网控制方案,实现了孤岛情况下输出电压的平衡控制;在此基础上,给出了一种基于双模结构的改进型重复控制方案,提高了系统响应速度。微网逆变器并网工作时,由于硬件和外部扰动的影响,使得入网电流质量不满足标准,论文采用基于重复控制的并网模式微网控制方案提高稳态跟踪精度,抑制谐波,在此基础上为了提高重复控制器响应速度,引入了基于T/6的重复控制方案。此外,本文在Matlab/Simulink环境下搭建了微网的仿真模型,验证了本文不平衡控制的有效性和并网入网电流谐波控制的可行性;论文最后根据系统的要求,搭建了一台基于数字控制的100k VA微网逆变器实验平台,给出了微网逆变器软件设计过程,并在此平台上完成了微网孤岛不平衡和并网电流谐波抑制的实验,最后给出了实验结果,验证了基于重复控制的微网逆变器控制策略的正确性和可行性。
【关键词】：微网逆变器 重复控制 负载不平衡 电流谐波
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 微网研究背景及意义12-13
• 1.2 微网逆变器的研究现状13-22
• 1.2.1 数字控制技术13-16
• 1.2.2 微网孤岛工作条件下输出电压不平衡问题16-19
• 1.2.3 并网电流控制与谐波抑制问题19-22
• 1.3 本文研究的主要内容22-23
• 第二章 基于重复控制的逆变器模型与设计23-37
• 2.1 微网逆变器的数学模型23-25
• 2.1.1 在abc静止坐标系下的数学模型23-24
• 2.1.2 在 αβ 两相静止坐标系下的数学模型24
• 2.1.3 在dq同步旋转坐标系下的数学模型24-25
• 2.2 微网逆变器双闭环控制器设计25-30
• 2.2.1 电流环设计25-28
• 2.2.2 电压环设计28-30
• 2.3 重复控制理论介绍30-36
• 2.3.1 重复控制的基本思想30-31
• 2.3.2 重复控制的结构与功能31-33
• 2.3.3 重复控制器性能分析33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 应用于孤岛不平衡抑制的逆变器重复控制方案37-52
• 3.1 三相输出电压不平衡产生原因37-39
• 3.1.1 不平衡度的定义37
• 3.1.2 不平衡负载数学模型37-39
• 3.2 基于传统重复控制器的电压环路设计39-49
• 3.2.1 控制原理39-41
• 3.2.2 电压环设计41-46
• 3.2.3 仿真分析46-49
• 3.3 基于双模结构的重复控制器的电压环路设计49-51
• 3.3.1 控制原理49-50
• 3.3.2 仿真分析50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 应用于并网电流谐波抑制的逆变器重复控制方案52-60
• 4.1 基于传统重复控制环的电流环路设计52-56
• 4.1.1 控制原理52-54
• 4.1.2 参数设计54-55
• 4.1.3 仿真分析55-56
• 4.2 基于T/6 的重复控制器的电流环路设计56-59
• 4.2.1 控制原理56-58
• 4.2.2 仿真分析58-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 微网逆变器的重复控制集成方案与实验验证60-70
• 5.1 微网逆变器的综合策略研究60-61
• 5.1.1 系统控制策略60
• 5.1.2 环路切换控制60-61
• 5.2 实验平台介绍61-62
• 5.3 微网逆变器软件设计62-64
• 5.3.1 主程序62-63
• 5.3.2 PWM中断程序63
• 5.3.3 重复控制子程序63-64
• 5.4 实验结果与分析64-69
• 5.4.1 孤岛不平衡控制64-66
• 5.4.2 并网入网电流谐波控制66-68
• 5.4.3 模式切换68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 全文工作总结70-71
• 6.2 下一步工作展望71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 在学期间发表的论文及参与完成的项目78

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本文编号：918125