發(fā)布時(shí)間：2019-10-21 07:30

【摘要】：隨著化石能源的開采和利用,環(huán)境污染與能源短缺問題日益嚴(yán)重,可再生能源的使用受到各國的重視。并網(wǎng)變換器作為可再生能源技術(shù)中關(guān)鍵的一環(huán),其穩(wěn)定性問題不容忽視。因此本文針對(duì)三相PWM并網(wǎng)變換器的穩(wěn)定性問題進(jìn)行研究。本文擬采用小信號(hào)阻抗建模方法,在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立有關(guān)三相PWM并網(wǎng)變換器的阻抗模型,基于所建立的阻抗模型,用廣義奈奎斯特判據(jù)判斷控制環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。本文首先在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下針對(duì)三相PWM變換器進(jìn)行阻抗建模,推導(dǎo)出并網(wǎng)變換器主電路的阻抗模型,由于系統(tǒng)建立在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,在建立阻抗模型時(shí)需考慮鎖相環(huán)對(duì)系統(tǒng)的影響,并在此基礎(chǔ)上考慮電流環(huán),建立帶有鎖相環(huán)和電流環(huán)的系統(tǒng)整體阻抗模型。由于LCL濾波器在實(shí)際中被廣泛使用,所以本文建立了帶有LCL濾波器的三相PWM并網(wǎng)變換器阻抗模型。LCL濾波器在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下存在耦合,所以本文針對(duì)耦合環(huán)節(jié)在電流環(huán)中加入全解耦控制,將其加入到系統(tǒng)的阻抗模型中,結(jié)合鎖相環(huán)、系統(tǒng)的主電路模型構(gòu)成完整的阻抗模型。此外為了抑制LCL濾波器可能引入的諧振問題,阻抗模型中加入有源阻尼作用�；诮⒌淖杩鼓Ｐ�,用奈奎斯特曲線分析了控制系統(tǒng)參數(shù)以及有源阻尼作用對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響�；谏鲜鼋⒌淖杩鼓Ｐ�,本文針對(duì)三相PWM并網(wǎng)變換器建立帶有直流電壓環(huán)和交流電壓環(huán)的阻抗模型,直流和交流電壓環(huán)分別用于控制直流側(cè)電壓和交流側(cè)的電網(wǎng)電壓�？紤]電壓環(huán)、鎖相環(huán)和電流環(huán)對(duì)系統(tǒng)的影響,結(jié)合主電路模型,建立完整的阻抗模型,用奈奎斯特曲線分析系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,針對(duì)上述系統(tǒng)模型,在Simulink中搭建了相對(duì)應(yīng)的詳細(xì)模型,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,此外,在實(shí)驗(yàn)室的三相并網(wǎng)變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,完成了對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和對(duì)所提模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了所建模型的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

*( ) ( )( )( )( ) ( ) ( ) ( )gs oso s o sI s Z sV sI sZ s Z s Z s Z s (1-32)化簡得*( )1( ) ( ( ) )( ) 1 ( ) ( )gs so s oV sI s I sZ s Z s Z s (1-33)根據(jù)上式，在判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，用廣義奈奎斯特判據(jù)判斷 ( ) ( )s oZ s Z s 曲線否包圍（-1,0）點(diǎn)，以此判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在上文建立的阻抗模型中，引入了制系統(tǒng)的影響，由于控制系統(tǒng)的參數(shù)會(huì)對(duì)系統(tǒng)模型有影響，下面針對(duì)鎖相環(huán)和流環(huán)參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性的影響進(jìn)行分析。（1）鎖相環(huán)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響由于鎖相環(huán)采用了 PI 調(diào)節(jié)器，在系統(tǒng)中加入鎖相環(huán)之后，鎖相環(huán)的比例系數(shù)積分系數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會(huì)產(chǎn)生影響。下面將基于上文中建立的小信號(hào)抗模型用廣義奈奎斯特判據(jù)分析鎖相環(huán)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。為了判斷鎖相環(huán)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，在分析時(shí)改變鎖相環(huán)的參數(shù)，對(duì)比奈奎斯特曲線的變化趨勢，如圖 2-9 所示。0.2 0.20.2

- 17 -圖 2-12 鎖相環(huán)積分增大時(shí)電流波形圖變化圖 2-11 是鎖相環(huán)比例增大時(shí)用詳細(xì)模型在 simulink 中仿真得到的網(wǎng)側(cè)電流的形變化圖，，在仿真時(shí)，系統(tǒng)先是穩(wěn)定運(yùn)行，在突然增大鎖相環(huán)的比例系數(shù)時(shí)，，流中諧波含量變大，網(wǎng)側(cè)的電流中有明顯的諧波，此時(shí)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，明鎖相環(huán)比例增大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)逐漸趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)比用奈奎斯特分析出的果，可以發(fā)現(xiàn)二者的結(jié)論相同。圖 2-12 是當(dāng)鎖相環(huán)積分增大時(shí)，網(wǎng)側(cè)電流變化時(shí)間 t(10ms/div)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉桂花;曹小嬌;王衛(wèi);;弱電網(wǎng)下單相光伏并網(wǎng)逆變器鎖頻環(huán)同步方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年19期

2 陳新;張e

本文編號(hào)：2551303