电流源型并网变换器阻尼控制技术研究
发布时间：2021-07-23 13:56
光伏并网变换器作为光伏发电系统的重要组成部分,其决定了整个系统的功率传输效率和性能。相较于电压型并网变换器,电流型并网变换器因其升压特性,直流侧无需级联DC-DC升压变换器的特点,能够简化光伏发电系统的结构,提高系统工作效率。电流源并网变换器交流侧采用CL滤波器,系统处于欠阻尼,外界的扰动容易导致并网电流振荡,影响系统稳定性。因此,本文以单相电流源并网变换器为研究对象,对其阻尼控制策略进行了深入的研究和分析。本文首先分析了单相电流型并网变换器工作原理,建立了电流型并网变换器的数学模型,为系统并网控制的设计与分析奠定了理论基础。论文详细分析了单相电流型并网变换器正弦脉宽调制与一维空间矢量调制技术,为系统调制策略的选择提供理论依据。同时,为了有效抑制CL滤波器谐振,分析了无源阻尼以及有源阻尼控制原理,对比两种传统阻尼控制方式的局限性,为新型阻尼控制方式的研究提供理论依据。然后,为了抑制CL滤波器引起的谐振,本文设计了电流源并网变换器新型阻尼控制方案。以单相电流源型并网逆变器作为研究对象,分析了基于CL滤波器的单相电流源并网变换器的固有阻尼特性,并借此深入分析采用并网电流反馈的单环控制系统控...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隔离型光伏并网发电系统结构
第1章绪论-3-(1)隔离型光伏并网变换器隔离型光伏并网发电系统如图1-1所示，电网和光伏组件之间采用隔离变压器相连接，共模电流和直流分量注入问题都可以通过这种结构有效的解决，确保了系统的安全、可靠[16]。由图1-1不同分类可知，依照隔离变压器的工作频率的不同，隔离型光伏并网发电系统结构被划分为两种类型，即高频与工频隔离型。工频隔离型变压器存在一些缺点包括耗费大、体积庞大、效率低；高频隔离型变压器同样也存在缺陷包括系统设计过程繁杂、电磁干扰严重[17]。a)工频变压器隔离型b)高频变压器隔离型图1-1隔离型光伏并网发电系统结构(2)非隔离型光伏并网变换器非隔离型光伏并网发电系统如图1-2所示，省去了隔离变压器。因此该类型变换器与上述隔离型相比，其拓扑简易、耗费低、高功率密度，然而需要解决共模电流等问题。由图1-2可知，单级式和多级式是非隔离型并网变换器的两种不同类型。其中仅含一级电能转换单元的单级式光伏并网发电系统，其效率高于多级式、结构紧凑。a)单级式b)多级式图1-2非隔离型光伏并网发电系统结构
燕山大学工学硕士学位论文-4-1.2.2电流源并网变换器与电压源并网变换器对比根据输出特性和直流侧储能元器件的不同可将并网逆变器分为电流源并网逆变器与电压源并网逆变器，它们的拓扑结构如图1-3和1-4所示。图1-3电流源型并网变换器拓扑结构图1-4电压源型并网变换器拓扑结构两种不同类型逆变器在结构与性能上的对比如表1-1所示。CSI因其调制方式中会在开关管两端增加反向电压，因此不可直接使用常用的IGBT，为了确保功率开关管的反向耐压能力需要在IGBT上串联一个二极管，亦可选用具备正反对称耐压能力的功率器件，例如逆阻型IGBT[18]、GTO等。表1-1CSI与VSI性能和结构对比CSIVSI直流侧储能元器件电感L电容C开关逻辑函数三值逻辑函数二值逻辑函数输出形式高频电流方波高频电压方波交流滤波器结构CLL/LC/LCL二极管位置正向串联反并联输出特性升压降压
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国能源产业十年回顾与展望[J]. 本刊编辑部. 能源. 2018(Z1)
[2]电流源变换器直流链电流纹波抑制策略研究[J]. 郭小强,杨勇,王学惠. 中国电机工程学报. 2018(20)
[3]新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究[J]. 郭小强,朱铁影. 电工技术学报. 2018(01)
[4]我国太阳能光伏发电的可行性研究与展望[J]. 剧晶晶. 山东工业技术. 2017(14)
[5]光伏并网三相电流型多电平变流器拓扑与控制[J]. 鲍建宇,鲍卫兵,李玉玲. 电工技术学报. 2016(08)
[6]采用混合阻尼自适应调整的并网逆变器控制方法[J]. 陈新,王赟程,华淼杰,龚春英,严仰光. 中国电机工程学报. 2016(03)
[7]电流型PWM整流器多环控制策略及其参数设计[J]. 郭强,刘和平,彭东林,刘庆,张毅. 中国电机工程学报. 2015(05)
[8]静止坐标系下电流型PWM整流器电流环控制策略研究及其参数设计[J]. 郭强,刘和平,彭东林,刘平,张毅. 中国电机工程学报. 2014(15)
[9]有源共模噪声抑制器在非隔离型光伏并网逆变系统的应用及损耗分析[J]. 苏娜,徐德鸿. 太阳能学报. 2013(06)
[10]清洁能源优先的风–水–火电力系统联合优化调度[J]. 王开艳,罗先觉,吴玲,刘旭晨. 中国电机工程学报. 2013(13)
博士论文
[1]固态高频感应加热电源控制技术的研究[D]. 李亚斌.华北电力大学（河北） 2008
硕士论文
[1]三相电流源并网变换器调制与控制技术研究[D]. 贾晓瑜.燕山大学 2017
[2]三相电流型PWM整流器的研究与实现[D]. 文教普.南京航空航天大学 2014
[3]光伏并网系统动态建模研究[D]. 李怀花.重庆大学 2013
[4]三相电流型PWM整流器的研究[D]. 王传兵.浙江大学 2006
本文编号：3299418
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隔离型光伏并网发电系统结构
第1章绪论-3-(1)隔离型光伏并网变换器隔离型光伏并网发电系统如图1-1所示，电网和光伏组件之间采用隔离变压器相连接，共模电流和直流分量注入问题都可以通过这种结构有效的解决，确保了系统的安全、可靠[16]。由图1-1不同分类可知，依照隔离变压器的工作频率的不同，隔离型光伏并网发电系统结构被划分为两种类型，即高频与工频隔离型。工频隔离型变压器存在一些缺点包括耗费大、体积庞大、效率低；高频隔离型变压器同样也存在缺陷包括系统设计过程繁杂、电磁干扰严重[17]。a)工频变压器隔离型b)高频变压器隔离型图1-1隔离型光伏并网发电系统结构(2)非隔离型光伏并网变换器非隔离型光伏并网发电系统如图1-2所示，省去了隔离变压器。因此该类型变换器与上述隔离型相比，其拓扑简易、耗费低、高功率密度，然而需要解决共模电流等问题。由图1-2可知，单级式和多级式是非隔离型并网变换器的两种不同类型。其中仅含一级电能转换单元的单级式光伏并网发电系统，其效率高于多级式、结构紧凑。a)单级式b)多级式图1-2非隔离型光伏并网发电系统结构
燕山大学工学硕士学位论文-4-1.2.2电流源并网变换器与电压源并网变换器对比根据输出特性和直流侧储能元器件的不同可将并网逆变器分为电流源并网逆变器与电压源并网逆变器，它们的拓扑结构如图1-3和1-4所示。图1-3电流源型并网变换器拓扑结构图1-4电压源型并网变换器拓扑结构两种不同类型逆变器在结构与性能上的对比如表1-1所示。CSI因其调制方式中会在开关管两端增加反向电压，因此不可直接使用常用的IGBT，为了确保功率开关管的反向耐压能力需要在IGBT上串联一个二极管，亦可选用具备正反对称耐压能力的功率器件，例如逆阻型IGBT[18]、GTO等。表1-1CSI与VSI性能和结构对比CSIVSI直流侧储能元器件电感L电容C开关逻辑函数三值逻辑函数二值逻辑函数输出形式高频电流方波高频电压方波交流滤波器结构CLL/LC/LCL二极管位置正向串联反并联输出特性升压降压
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国能源产业十年回顾与展望[J]. 本刊编辑部. 能源. 2018(Z1)
[2]电流源变换器直流链电流纹波抑制策略研究[J]. 郭小强,杨勇,王学惠. 中国电机工程学报. 2018(20)
[3]新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究[J]. 郭小强,朱铁影. 电工技术学报. 2018(01)
[4]我国太阳能光伏发电的可行性研究与展望[J]. 剧晶晶. 山东工业技术. 2017(14)
[5]光伏并网三相电流型多电平变流器拓扑与控制[J]. 鲍建宇,鲍卫兵,李玉玲. 电工技术学报. 2016(08)
[6]采用混合阻尼自适应调整的并网逆变器控制方法[J]. 陈新,王赟程,华淼杰,龚春英,严仰光. 中国电机工程学报. 2016(03)
[7]电流型PWM整流器多环控制策略及其参数设计[J]. 郭强,刘和平,彭东林,刘庆,张毅. 中国电机工程学报. 2015(05)
[8]静止坐标系下电流型PWM整流器电流环控制策略研究及其参数设计[J]. 郭强,刘和平,彭东林,刘平,张毅. 中国电机工程学报. 2014(15)
[9]有源共模噪声抑制器在非隔离型光伏并网逆变系统的应用及损耗分析[J]. 苏娜,徐德鸿. 太阳能学报. 2013(06)
[10]清洁能源优先的风–水–火电力系统联合优化调度[J]. 王开艳,罗先觉,吴玲,刘旭晨. 中国电机工程学报. 2013(13)
博士论文
[1]固态高频感应加热电源控制技术的研究[D]. 李亚斌.华北电力大学（河北） 2008
硕士论文
[1]三相电流源并网变换器调制与控制技术研究[D]. 贾晓瑜.燕山大学 2017
[2]三相电流型PWM整流器的研究与实现[D]. 文教普.南京航空航天大学 2014
[3]光伏并网系统动态建模研究[D]. 李怀花.重庆大学 2013
[4]三相电流型PWM整流器的研究[D]. 王传兵.浙江大学 2006
本文编号：3299418
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