T型三电平储能变换器控制策略研究

发布时间：2021-01-28 01:54

　　近些年来,太阳能、风能等可再生新能源发电系统获得了快速发展,但其存在间歇性大、波动性大等不稳定的缺点,为安全接入电网系统带来了严峻的挑战。为了解决此类问题,储能系统应运而生。对于储能系统来说,其最具代表性的控制策略为虚拟同步机控制。它可以模拟同步发电机的下垂、阻尼以及转动特性,亦可以给予支撑大电网所需要的电压幅值和频率。与传统两电平变换器相比,T型三电平变换器具有结构单一、谐波含量小、功率损耗低等优势。因此,本文以T型三电平变换器为研究对象,对VSG控制策略进行重点研究。主要研究内容如下:首先,对T型三电平变换器的电路拓扑及工作原理进行介绍,并对中点电位平衡控制策略进行说明。其次,详细分析电压型VSG控制策略以及电流型VSG控制策略,并对系统的电压环及电流环控制进行分析;总结电压型VSG及电流型VSG控制策略的联系与区别,研究基于两种VSG控制策略的在线平滑切换策略,并对VSG控制策略的主要参数选取进行分析,重点讨论VSG核心参数对变换器输出功率的影响。然后,研究基于虚拟阻抗功率的无锁相环并网预同步控制策略,通过控制虚拟阻抗上流过的功率为零,间接实现相位预同步;同时对虚拟同步机的能量双... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 DC-AC储能变换器控制策略
        1.2.1 PQ控制
        1.2.2 V/f控制
        1.2.3 Droop控制
        1.2.4 VSG控制
    1.3 本文主要研究内容
2 T型三电平储能变换器工作原理与数学模型分析
    2.1 T型三电平变换器工作原理
    2.2 T型三电平储能变换器主电路拓扑及其数学模型
        2.2.1 T型三电平储能变换器主电路拓扑
        2.2.2 T型三电平储能变换器数学模型
    2.3 T型三电平变换器中点电位平衡控制
    2.4 本章小结
3 T型三电平储能变换器的VSG控制策略
    3.1 电压型VSG控制策略
        3.1.1 电压型VSG的功率外环控制
        3.1.2 电压电流双环控制器设计
    3.2 电流型VSG控制策略
    3.3 电压型VSG及电流型VSG控制策略的区别与联系
    3.4 VSG的参数选择
    3.5 本章小结
4 离并网与能量双向流动的平滑切换控制策略
    4.1 并网预同步控制方法
    4.2 能量双向流动控制方法
    4.3 本章小结
5 仿真及实验结果与分析
    5.1 仿真结果与分析
        5.1.1 系统离网模式下仿真结果及分析
        5.1.2 基于虚拟阻抗功率的无锁相环并网预同步控制策略仿真及分析
        5.1.3 系统离网/并网切换模式下仿真结果及分析
        5.1.4 系统离网/并网/离网切换模式下仿真结果及分析
        5.1.5 系统并网模式下能量双向流动仿真结果及分析
    5.2 实验平台与实验验证
        5.2.1 实验平台说明
        5.2.2 软件程序设计
        5.2.3 实验结果与分析
        5.2.4 基于VSG的T型三电平储能变换器实验分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3004141