【摘要】：環(huán)境污染和能源危機問題愈加凸顯,人類在尋求可持續(xù)發(fā)展的探索中愈加關注太陽能、風能等可再生能源的開發(fā)利用。分布式發(fā)電系統作為新型的電能轉換系統具有小型模塊化、分散性的特點,很好的彌補了可再生能源能量分布不集中的缺陷。分布式發(fā)電系統在滿足自給自足的情況下,將多余電能并網傳輸給公共電網,達到補給公共電網的作用。因此如何穩(wěn)定高效的將分布式發(fā)電系統接入電網成為各國學者研究的熱點,這一過程中快速精準感知公共電網相位、頻率和幅值信息,以便及時準確的調整控制策略是至關重要的。鎖相環(huán)是獲取電壓信息的有效方法,基于同步旋轉坐標的鎖相環(huán)是較成熟的解決方案,但在電網電壓不平衡或者發(fā)生畸變時,環(huán)路中存在較多的二次諧波,嚴重降低鎖相效果。本文就此作為切入點,對不平衡和畸變電網下三相鎖相環(huán)技術進行了詳細的研究。首先,本文探討了提取電壓正序基級分量的方法。詳細分析電網存在擾動時電壓矢量關系,介紹成熟的正交信號發(fā)生器技術,深入研究基于二階廣義積分解耦法、雙同步坐標系解耦法的傳遞函數,總結各正負序解耦方法對正負序分量濾波的等效性。其次,在對現有的正負序解耦與鎖相方法總結基礎上,將瞬時功率理論引入鎖相環(huán)研究,利用該理論對諧波處理的優(yōu)勢,在環(huán)路中構造出參考電流,提出一種新的基于參考電流的鎖相環(huán)方法,并利用變參數PI控制器進行優(yōu)化。在基于參考電流鎖相環(huán)的研究基礎上,設計電網不平衡下鎖相環(huán)電路框圖,分析對比各鎖相環(huán)方法優(yōu)缺點。最后,通過Matlab仿真平臺模擬不平衡和畸變電網情況,將以上各方法進行仿真實驗,得到穩(wěn)態(tài)響應和動態(tài)響應,對結果進行分析討論,證實本文提出的鎖相環(huán)方法在電網故障下能準確檢測電壓相位和頻率信息,對各方法檢測效果進行綜合比對,結果表明該方法具有一定優(yōu)勢。
[Abstract]:The problems of environmental pollution and energy crisis are becoming more and more prominent. In the exploration of sustainable development, human beings pay more attention to the development and utilization of renewable energy such as solar energy and wind energy. As a new type of power conversion system, distributed power generation system has the characteristics of small modularization and dispersion, which makes up for the lack of centralized energy distribution of renewable energy. Under the condition of self-sufficient, the distributed power generation system connects the excess power to the public power grid, and achieves the function of replenishing the public power grid. Therefore, how to connect the distributed power generation system to the power grid stably and efficiently has become the focus of scholars all over the world. In this process, the phase, frequency and amplitude information of the public power grid are quickly and accurately sensed. In order to adjust the control strategy timely and accurately is very important. Phase-locked loop is an effective method to obtain voltage information. Phase-locked loop based on synchronous rotating coordinates is a mature solution, but when the voltage of power grid is unbalanced or distorted, there are more second harmonics in the loop, which seriously reduces the phase-locked effect. In this paper, the three-phase-locked loop (PLL) technology under unbalanced and distorted power grid is studied in detail. Firstly, the method of extracting positive sequence base level components of voltage is discussed in this paper. The relationship of voltage vector when there is disturbance in power grid is analyzed in detail, the mature orthogonal signal generator technology is introduced, and the transfer function based on second-order generalized integral decomposition coupling method and double synchronous coordinate system decoupling method is deeply studied. The equivalence of each positive and negative order decoupling method for positive and negative sequence component filtering is summarized. Secondly, on the basis of summing up the existing positive and negative sequence decoupling and phase-locked methods, the instantaneous power theory is introduced into the study of phase-locked loop, and the reference current is constructed in the loop by using the advantages of this theory for harmonic processing. A new phase-locked loop method based on reference current is proposed and optimized by variable parameter PI controller. Based on the research of reference current phase-locked loop, the circuit diagram of phase-locked loop under unbalanced power grid is designed, and the advantages and disadvantages of each phase-locked loop method are analyzed and compared. Finally, through the Matlab simulation platform to simulate the imbalance and distortion of the power grid, the above methods are simulated, the steady-state response and dynamic response are obtained, and the results are analyzed and discussed. It is proved that the phase-locked loop method proposed in this paper can accurately detect voltage phase and frequency information under power grid fault, and the detection results of each method are compared synthetically. The results show that this method has certain advantages.
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM761

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本文編號：2488516