【摘要】：微型燃?xì)廨啓C(jī)作為一種穩(wěn)定、環(huán)保、高效的動(dòng)力裝置,是目前實(shí)際應(yīng)用比較廣泛的分布式電源。微型燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速較高,通常采用永磁同步發(fā)電機(jī)與其同軸運(yùn)行,發(fā)出中頻交流電。由于微型燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的中頻交流電不能直接供負(fù)載使用,需要對(duì)發(fā)電機(jī)端輸出的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換�；谝陨闲枨�,設(shè)計(jì)了微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)用變流器,將微型燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的中頻交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生能夠滿足負(fù)載運(yùn)行需求的三相工頻交流電,保證微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及其所帶負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)的微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)用變流器主要由VIENNA整流器和三相橋式逆變器組成。VIENNA整流器主要是將永磁同步發(fā)電機(jī)輸出的中頻交流電轉(zhuǎn)換成滿足合適電壓等級(jí)的直流電,為逆變器提供穩(wěn)定的輸入;逆變器主要是將VIENNA整流器提供的輸入逆變產(chǎn)生滿足負(fù)載要求的三相工頻交流電。為了保證微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,本文所作的工作主要集中在兩個(gè)方面:在第二章建立了微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)用變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型,在第三章設(shè)計(jì)了VIENNA整流器和三相橋式逆變器的控制策略:通過(guò)對(duì)VIENNA整流器的輸入電流在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行分解,以整流器輸入三相電流在交軸上的分解量iq=0為控制目標(biāo),結(jié)合電壓電流雙閉環(huán)控制策略,保證VIENNA整流器工作在單位功率因數(shù)狀態(tài),在提供穩(wěn)定直流輸出的同時(shí)減小整流器的體積,提高功率密度;逆變器控制部分,在考慮線路阻抗對(duì)控制效果影響的前提下,對(duì)傳統(tǒng)下垂控制進(jìn)行改進(jìn),引入虛擬阻抗補(bǔ)償環(huán)節(jié),保證逆變器在不同的線路長(zhǎng)度和接入方式下外部參數(shù)一致,降低了逆變器阻抗參數(shù)和線路阻抗參數(shù)對(duì)控制效果的影響;結(jié)合電壓電流雙閉環(huán)控制策略,保證逆變器輸出的三相工頻交流電電壓幅值和頻率穩(wěn)定,不隨負(fù)載變化產(chǎn)生較大波動(dòng),同時(shí)提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。二是針對(duì)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出不滿足負(fù)載功率需求的問(wèn)題,研究了逆變器并聯(lián)運(yùn)行中輸出電壓穩(wěn)定性和功率平均分配的問(wèn)題,以減小單臺(tái)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)功率器件的開(kāi)關(guān)應(yīng)力和系統(tǒng)體積,滿足分布式發(fā)電系統(tǒng)中分布式電源即插即用的要求,提高單臺(tái)分布式電源故障時(shí)系統(tǒng)的供電可靠性和冗余供電能力。最后對(duì)上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略在Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制策略的可靠性;搭建了微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)用變流器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)上述所提出的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM46
【圖文】：

整流器輸出電壓波形圖

整流器輸入端A相電壓電流波形

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文以看出，逆變器在帶純阻性負(fù)載時(shí)，電壓電流同相；在 T=0.3s 突增負(fù)載時(shí)，電流波形過(guò)度平滑，沒(méi)有發(fā)生沖擊；電壓未發(fā)生明顯跌落；在 T=0.7s 突卸負(fù)載時(shí)，電流經(jīng)過(guò) 0.07s后將為 0，系統(tǒng)恢復(fù)空載運(yùn)行。從圖 4.9 可以看出，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載突增時(shí)，系統(tǒng)頻率由 50.2Hz跌落至 50.1Hz，突卸負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)頻率由 50.1Hz 恢復(fù)至 50.2Hz，符合下垂控制基本原理，頻率跌落范圍滿足《電力系統(tǒng)頻率允許偏差（GB/T 15945-1995）》對(duì)電力系統(tǒng)頻率系統(tǒng)的要求；圖 4.10 為逆變器輸出的有功功率曲線，其值大小與負(fù)載功率變化一致。

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本文編號(hào)：2745041