本文關(guān)鍵詞：多功能并網(wǎng)逆變器及其在微電網(wǎng)中控制策略的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微電網(wǎng)是一種特殊的分布式發(fā)電系統(tǒng),是連接配電網(wǎng)和可再生能源的重要橋梁和紐帶,可以有效降低可再生能源并網(wǎng)單元對配電網(wǎng)的沖擊,提高供電可靠性和電能質(zhì)量。作為將分布式電源的直流電能轉(zhuǎn)換為可并網(wǎng)利用的交流電能的設(shè)備,并網(wǎng)逆變器對微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行起到至關(guān)重要的作用。然而,并網(wǎng)逆變器直流側(cè)的分布式發(fā)電單元往往具有間歇性和隨機性等特征,傳統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器大多只能剛性地將分布式電源的直流電轉(zhuǎn)換成純正弦波的交流電,使并網(wǎng)逆變器在大多數(shù)的時間里并非以額定容量工作,存在動態(tài)的容量剩余。在分布式電源發(fā)電量不足以并網(wǎng)的情況下,并網(wǎng)逆變器不得不與微電網(wǎng)斷開,頻繁的狀態(tài)切換也給微電網(wǎng)帶來了不小的沖擊。如何使并網(wǎng)逆變器持續(xù)地連接在微電網(wǎng)中,并利用變化的功率裕量對微電網(wǎng)進行諸如無功電流補償、諧波電流補償和負序電流補償?shù)容o助功能,成為了微電網(wǎng)研究極具研究價值的研究方向之一。本文以微電網(wǎng)中并網(wǎng)逆變器在動態(tài)剩余容量條件下添加輔助功能的技術(shù)需求為契機,對微電網(wǎng)中電能質(zhì)量治理思路、諧波檢測方法、諧波治理方法進行了以下研究:1、對微電網(wǎng)中基于并網(wǎng)逆變器的諧波電流治理思路進行了研究。通過分析電網(wǎng)中3類典型傳統(tǒng)諧波電流治理目標:將治理點網(wǎng)側(cè)電流波形治理為與電壓波形成正比、將治理點網(wǎng)側(cè)電流治理為對稱正弦波形、消除治理點網(wǎng)側(cè)電流中部分次諧波分量,指出這3類單一的諧波治理目標無法應(yīng)對微電網(wǎng)中非線性負載接入和退出的動態(tài)變化和并網(wǎng)逆變器剩余容量的動態(tài)變化。提出了一種充分利用并網(wǎng)逆變器動態(tài)剩余容量、適應(yīng)負載動態(tài)變化的柔性諧波電流治理思路:(1)在剩余容量充足時對諧波電流全部治理,在剩余容量受限時對部分次諧波分量進行治理;(2)負載引起的諧波電流大于電壓引起的諧波電流時,對諧波電流全部治理(或分次治理),負載引起的諧波電流小于電壓引起的諧波電流時,僅治理由諧波電壓引起部分。2、提出了一種基于相位補償?shù)募毩６戎C波檢測方法。為了實現(xiàn)上述柔性治理思路,將任意次諧波電流各分量(包括基波正序分量、基波負序分量、任意次諧波正序分量、任意次諧波負序分量)進一步細分為有功成分和無功成分。對諧波電流進行施加相位補償?shù)耐阶鴺俗儞Q,在dq坐標系下完成諧波電流各分量的有功成分、無功成分的檢測。仿真結(jié)果驗證了該方法可精確地提取諧波電流各分量的有功成分和無功成分,滿足細粒度任意次諧波檢測的要求,具有精度高、實時性好的特點。3、設(shè)計了并網(wǎng)逆變器參考電流的控制電路。改進了多功能并網(wǎng)逆變器的功率跟蹤控制電路,用于基波正序有功電流的控制和當前剩余容量的計算;構(gòu)建了部分次諧波電流的控制結(jié)構(gòu),并根據(jù)剩余容量選擇補償電流的次數(shù)。通過理論分析,證明了電流任意次諧波分量在dq坐標系下的d軸坐標大于0時治理的不必要性,根據(jù)該結(jié)論,設(shè)計了零值比較器,自適應(yīng)地判斷當前諧波電流各分量的有功成分是否需要補償。仿真結(jié)果驗證了采用該策略的并網(wǎng)逆變器可以實現(xiàn)上述柔性諧波電流治理思路。本文所提出的細粒度的諧波檢測方法和改進的控制電路結(jié)構(gòu),可以在不改變并網(wǎng)逆變器的主體硬件結(jié)構(gòu)的前提下,同時完成有功功率輸出的基本功能和精細諧波電流補償?shù)妮o助功能,為微電網(wǎng)中的電能質(zhì)量的治理提供了成本少、靈活的解決方案。
【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)逆變器 微電網(wǎng) 電能質(zhì)量 諧波檢測 諧波有功電流 諧波無功電流
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 多功能并網(wǎng)逆變器的控制策略13-16
• 1.2.2 微電網(wǎng)中諧波補償目標16
• 1.3 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排16-19
• 第2章 多功能并網(wǎng)逆變器基本結(jié)構(gòu)和原理19-33
• 2.1 微電網(wǎng)拓撲及多功能并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)19-21
• 2.2 多功能并網(wǎng)逆變器DC/DC升壓電路分析21-22
• 2.3 多功能并網(wǎng)逆變器LCL濾波器參數(shù)設(shè)計分析22-24
• 2.4 多功能并網(wǎng)逆變器電流控制器結(jié)構(gòu)分析24-29
• 2.4.1 控制器結(jié)構(gòu)24-26
• 2.4.2 指令電流生成算法26-29
• 2.5 多功能并網(wǎng)逆變器仿真研究29-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 多功能并網(wǎng)逆變器的柔性治理思路33-43
• 3.1 電網(wǎng)中傳統(tǒng)的諧波電流治理目標33-40
• 3.1.1 將治理點網(wǎng)側(cè)電流波形治理為與電壓波形成正比33-36
• 3.1.2 將治理點網(wǎng)側(cè)電流治理為對稱正弦波形36-40
• 3.1.3 消除治理點網(wǎng)側(cè)電流中部分次諧波分量40
• 3.2 多功能并網(wǎng)逆變器的柔性諧波治理思路40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第4章 負載電流任意次諧波有功和無功分量的檢測43-55
• 4.1 諧波畸變狀態(tài)下的電壓和電流分析43-44
• 4.2 基于同步坐標變換法的任意次諧波檢測44-46
• 4.2.1 基于同步坐標變換法的任意次諧波檢測算法原理44-45
• 4.2.2 無鎖相環(huán)和單鎖相環(huán)的同步坐標變換法45-46
• 4.3 無鎖相環(huán)檢測算法的改進46-48
• 4.3.1 電壓諧波初相位的提取原理46-47
• 4.3.2 實際檢測電路結(jié)構(gòu)與改進47-48
• 4.4 算例仿真48-53
• 4.4.1 電壓初相位的檢測48-49
• 4.4.2 3種不同方法的對比與分析49-52
• 4.4.3 非線性負荷諧波電流有功和無功分量的檢測與補償選擇52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 多功能并網(wǎng)逆變器在微電網(wǎng)中的控制策略55-68
• 5.1 多功能并網(wǎng)逆變器在微電網(wǎng)應(yīng)用中的控制策略55-57
• 5.2 補償電流生成電路的設(shè)計57-58
• 5.3 功率跟蹤控制電路的設(shè)計58-60
• 5.4 算例仿真60-67
• 5.4.1 仿真電路模型60-61
• 5.4.2 剩余容量動態(tài)變化時的自適應(yīng)治理61-63
• 5.4.3 剩余容量充足時非線性負載退出的自適應(yīng)治理63-65
• 5.4.4 剩余容量受限時非線性負載退出的自適應(yīng)治理65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 總結(jié)68-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-75
• 致謝75

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