【摘要】：并網(wǎng)逆變器作為連接微電網(wǎng)和電網(wǎng)的重要裝置,其控制策略和控制系統(tǒng)硬件的優(yōu)劣是影響逆變器性能和系統(tǒng)穩(wěn)定的兩個關(guān)鍵因素�；谑噶靠刂撇呗缘膫鹘y(tǒng)逆變器由于功率控制與頻率解耦,此類逆變器大量并網(wǎng)后將會使系統(tǒng)的阻尼變?nèi)?從而危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。針對傳統(tǒng)逆變器存在的不足,本文研究了虛擬同步發(fā)電機的控制策略,以解決逆變器的慣量和阻尼問題;為了進一步提高逆變器的實時性和控制性能,提出了基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列,Field-Programmable Gate Array)的逆變器硬件設(shè)計方案。首先深入研究了虛擬同步發(fā)電機控制策略的原理,借鑒同步發(fā)電機的控制理論,設(shè)計了虛擬調(diào)速器和虛擬勵磁調(diào)節(jié)器。該控制策略相比于傳統(tǒng)控制策略不僅有許多優(yōu)點,而且使得逆變器的外特性能表現(xiàn)出同步發(fā)電機相似的慣性和阻尼作用,提高電網(wǎng)接納分布式電源的能力。然后詳細分析了逆變器的硬件拓撲,圍繞FPGA完成了采集電路、驅(qū)動電路和保護電路等硬件電路設(shè)計。并在有限資源下,使用FPGA完成信號采集計算、脈寬調(diào)制和虛擬同步發(fā)電機控制算法等程序的編程,為逆變器硬件設(shè)計提供了一個可行的技術(shù)方案。最后在基于FPGA的虛擬同步發(fā)電機平臺上與傳統(tǒng)下垂控制策略進行對比實驗,在孤島電壓階躍、負荷投切、并網(wǎng)離網(wǎng)等工況下開展實驗研究。實驗結(jié)果表明,基于FPGA的虛擬同步發(fā)電的逆變器,不僅有著同步發(fā)電機相似的外特性,而且還具有良好的控制性能和動態(tài)響應能力,提高了系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM464;TM341
【圖文】：

廣泛應用在并網(wǎng)逆變器和儲能逆變器中。使用該策略，主要目的是保持逆變器的輸出功逡逑率穩(wěn)定，即使系統(tǒng)的電壓和頻率出現(xiàn)波動時，輸出功率不跟隨系統(tǒng)的變化而變化，因此逡逑該策略不能有效的穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓和頻率［２７］。Ｐ／Ｑ控制的工作原理如圖１－２所示，由圖逡逑４逡逑

邐Ｚ逡逑控制策略逡逑圖１－１微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ逡逑逆變器作為電網(wǎng)和和微電網(wǎng)之間聯(lián)系的橋梁，是微電網(wǎng)研究課題中的一個重要的研逡逑宄內(nèi)容，逆變器的研宄一直得到許多研究者的青睞，并取得了大量有建設(shè)性的成果，促逡逑進了微電網(wǎng)的研究發(fā)展。逆變器的優(yōu)勢和發(fā)展得到學界的高度關(guān)注和認可，然而逆變器逡逑由電力電子裝置構(gòu)成，幾乎沒有轉(zhuǎn)動慣量，輸出阻抗低，過載能力低，導致微電網(wǎng)中的逡逑分布式電源慣性很小，不能很好的與傳統(tǒng)電網(wǎng)中的同步發(fā)電機協(xié)調(diào)控制。不能擁有傳統(tǒng)逡逑電網(wǎng)中的同步發(fā)電的慣量作用和阻尼作用，響應速度快，難以配合電網(wǎng)的調(diào)控，缺乏在逡逑電網(wǎng)和微電網(wǎng)之間建立同步協(xié)調(diào)的能力。大量的電子電子器件接入電網(wǎng)，也會在一定程逡逑度上降低電網(wǎng)慣性

【參考文獻】

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本文編號：2738731