【摘要】：電能路由器融合了信息流和能量流,可以智能地控制新能源發(fā)電設備和分布式儲能設備的接入和退出,對電網(wǎng)能量流動進行統(tǒng)籌規(guī)劃和控制。隨著越來越多的家用小型新能源發(fā)電設備、儲能設備和電動汽車接入電網(wǎng),電能路由器在電網(wǎng)中的作用日益突出。本文研究并設計用于家庭電能路由器中的PWM變流模塊。首先分析單相PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)、控制策略以及單相鎖相環(huán)技術,并根據(jù)應用背景選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)。推導出單相PWM整流器電流環(huán)模型和電壓環(huán)模型。在此基礎上針對瞬態(tài)電流PI控制策略中PI參數(shù)取值范圍的研究空缺,根據(jù)電流環(huán)離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性推導出PI控制器參數(shù)的可取范圍和電流環(huán)帶寬范圍,并根據(jù)參數(shù)范圍設計出瞬態(tài)電流PI控制器。針對瞬態(tài)電流控制策略存在穩(wěn)態(tài)誤差的問題,提出了一種瞬態(tài)電流PI控制和自適應前饋控制共同控制策略。該策略在瞬態(tài)電流PI控制的基礎上引入自適應前饋控制,彌補了瞬態(tài)電流PI控制在系統(tǒng)設計帶寬較窄、電感參數(shù)不準確或者變動情況下存在穩(wěn)態(tài)誤差的缺點。仿真結(jié)果證明該策略能夠自適應的收斂到電感參數(shù),最終實現(xiàn)無差控制。此外,常規(guī)的電流控制策略多采用電網(wǎng)電壓前饋的方法消除擾動,針對現(xiàn)有電網(wǎng)電壓前饋控制滯后、誤差較大的缺點,文中提出一種電網(wǎng)電壓記錄預測法,并通過實驗驗證了其精度優(yōu)勢。同時針對SOGI-PLL鎖相環(huán)存在的穩(wěn)定性問題,通過修改其正交信號發(fā)生器諧振頻率參考點提高鎖相環(huán)穩(wěn)定性,并對改進后的SOGI-PLL離散化并給出程序?qū)崿F(xiàn)方法。最后根據(jù)家庭電能路由器中PWM變流模塊的應用背景,設計了硬件電路,根據(jù)控制策略設計PWM變流模塊的程序,從而完成了整個PWM變流模塊的設計和實現(xiàn)。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM461;TN911.8
【圖文】：

第一章 緒論意義和環(huán)境污染問題的日益突出，大規(guī)模新能源發(fā)等的發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)[1,2]。新能源發(fā)電具有規(guī)模的新能源發(fā)電設備接入勢必對電網(wǎng)的可求。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)用于調(diào)控的一次裝備主要切電容器等非智能手段[1]，無法滿足以上要求電能高度融合[3]；智能的控制新能源發(fā)電設備調(diào)節(jié)電能流動路徑和方向；具備精確、連續(xù)量流動進行統(tǒng)籌規(guī)劃和控制。在需求背景下路由器”概念[4,5]。圖 1-1 是文獻[6]給出的電能

圖 1-2 家庭電能路由器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單相 PWM 整流器具有能量雙向流動、輸入電流諧波含量少、功率因數(shù)高，因此非常適合應用于上述 AC-DC 變流模塊。單相 PWM 整流器還廣泛道交通、單相 UPS 電源、變頻器、輔助變流器等[8]。因此，研究穩(wěn)定可優(yōu)良的單相 PWM 整流器具有重要的意義。針對未來電力系統(tǒng)對家庭電能大量需求，本文將研究并設計應用于家庭電能路由器中的單相 PWM 整需求為：1. 能量可雙向流動。2. 功率等級為數(shù)千瓦。3. 功率因素盡可能高，給電網(wǎng)諧波注入盡可能少。4. 模塊的能量轉(zhuǎn)換效率盡可能高。 單相 PWM 整流器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

第一章 緒論可分為半橋型和全橋型；根據(jù)儲能元件不同輸出電平數(shù)可分為兩電平和三電平；根據(jù)交和 LCL 型濾波。 PWM 整流器[9]主電路拓撲如圖 1-3 所示串聯(lián)組成一個橋臂，兩個橋臂組成一個全橋波，交流端采用電感濾波。這是經(jīng)典的單相和控制簡單穩(wěn)定的特點，廣泛的應用于各種

【參考文獻】

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本文編號：2775127