电网电压非理想条件下逆变器并网控制策略研究

发布时间：2020-11-10 05:41

　　 随着我国新型能源发电投入的增大,出现了许多弃风、弃光现象,而并网逆变器作为连接电网和电力电子设备的枢纽装置,其控制策略的优劣将直接影响并网系统发电的质量。由于电网处在动态变化当中,电网电压出现的不平衡和谐波畸变等非理想情况都会对并网逆变器的输出性能产生消极影响,从而影响了并网逆变器输出电能的质量,进而影响了整个并网系统的稳定性。因此,有必要研究在电网电压非理想条件下并网逆变器的控制策略。首先,分别建立了未考虑延时和考虑延时情况下LCL滤波三相并网逆变器的数学模型,并根据三相并网逆变器数字控制的特点,讨论了各种数字SPWM调制方法及数字控制引起数字延时的产生机理。设计了电流调节器和LCL滤波器的参数,为改善并网逆变器在电网电压非理想情况下的控制以及数字延迟环节对系统稳定性的影响提供了数学依据。其次,针对电网电压不平衡及畸变条件下并网同步信息检测、数字采样、PWM输出等延时问题,研究一种基于预测占空比、零极点补偿控制以及正负序分量复数滤波器的综合改进方法,以此来提高并网逆变器的动态性能,并采用多准比例谐振控制器相并联的方式消除电网电压谐波造成的并网电流畸变。同时,在三相并网逆变器数学模型的基础上推导出了使系统稳定的内环电容电流反馈系数的取值域,对取值域进行了对比分析,并通过伯德图分析了不同电容电流反馈系数对于系统稳定性的影响。最后,对所搭的三相并网逆变器系统模型进行仿真,分析了不平衡及畸变电网电压条件下并网逆变器的输出特性,其结果表明所提的改进控制方法比传统控制方法具有更高的动态特性,以及所设计的电容电流反馈系数取值域在电网电压非理想条件下仍然具有较好的稳定性。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TM464
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 三相逆变器数学模型及相关参数设计
    2.1 未考虑延时情况下三相并网逆变器数学模型
    2.2 三相并网逆变器数字延时产生机理分析
    2.3 考虑延时情况下三相并网逆变器数学模型及特性
    2.4 本章小结
第3章 电网电压非理想条件下并网逆变器的改进控制
    3.1 电网电压不平衡条件下传统控制存在的问题
    3.2 基于前置滤波器的正负序分离方法
    3.3 电网电压不平衡畸变条件下逆变器功率控制
    3.4 电网电压不平衡畸变条件下采用数字控制延时补偿方法
    3.5 电网电压不平衡畸变条件下低次谐波抑制策略以及综合改进控制
    3.6 仿真分析
    3.7 本章小结
第4章 电网电压非理想条件下并网逆变器稳定性分析
    4.1 电网电压非理想条件下低次谐波产生机理
    4.2 稳定约束条件下电容电流反馈系数Hic取值域对比分析
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读研究生期间所发表的学术论文

【参考文献】

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本文编号：2877555