下垂控制是微網逆變器最常用的控制方式之一,具有即插即用、可實現并離網無縫切換等優(yōu)勢。但是下垂控制逆變器在并網模式下對網側電壓抗干擾能力較差,隨著微電網內負荷工況愈加復雜,微網交流母線電壓受負荷運行影響,存在頻率和幅值波動、諧波以及不平衡等現象,導致基于傳統(tǒng)下垂控制的逆變器存在輸出功率波動,輸出電流波形質量差等問題。為此,本文以某光伏組件廠區(qū)微電網中三相逆變器為研究對象,針對不同負荷工況對下垂控制進行改進,以提高下垂控制對微電網復雜工況的適應能力。本文通過建立三相并網逆變器下垂控制的小信號模型,深入分析間歇性、非線性負荷下微網交流母線電壓頻率、幅值波動和諧波對逆變器的影響。提出基于瞬時頻率檢測和電壓幅值PI補償的復合型電壓前饋策略,實現對網側電壓實時前饋。所提策略大大提高了逆變器抗網側電壓干擾能力,有效改善逆變器輸出功率平穩(wěn)度和電流波形質量。微網交流母線電壓三相不平衡狀態(tài)下,逆變器輸出功率穩(wěn)定與電流平衡無法同時實現。為此,本文提出在負序電壓前饋外環(huán)增加電流-功率分段爬坡改進算法。在并網條件下,所提算法可以根據不同應用場合的控制需求實現輸出負序電流幅值與輸出功率波動幅值的協(xié)調控制,同時解決... 

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 復雜工況下逆變器下垂控制研究現狀
        1.2.1 傳統(tǒng)逆變器控制策略概述
        1.2.2 網側電壓波動時下垂控制改進方法
        1.2.3 網側電壓存在諧波時下垂控制改進方法
        1.2.4 網側電壓不平衡時下垂控制改進方法
    1.3 本文研究工作及章節(jié)安排
第2章 復雜工況下網側電壓對逆變器影響分析
    2.1 下垂控制原理及小信號建模
        2.1.1 三相逆變器拓撲及數學模型
        2.1.2 下垂控制原理
        2.1.3 下垂控制小信號建模
    2.2 網側電壓波動對逆變器影響分析
    2.3 網側電壓諧波對逆變器影響分析
    2.4 網側電壓不平衡對逆變器影響分析
    2.5 本章小結
第3章 網側電壓波動及諧波環(huán)境下下垂控制改進方法
    3.1 傳統(tǒng)電壓前饋型下垂控制策略
    3.2 復合型電壓前饋控制策略
        3.2.1 瞬時頻率檢測原理
        3.2.2 電壓環(huán)PI補償原理
    3.3 改進方法并離網無縫切換的實現
    3.4 仿真驗證
        3.4.1 常用鎖相環(huán)頻率檢測效果
        3.4.2 網側電壓諧波對輸出電流的影響
        3.4.3 網側電壓波動對輸出功率的影響
        3.4.4 并離網切換仿真實驗結果
    3.5 本章小結
第4章 網側電壓不平衡環(huán)境下電流-功率協(xié)調控制策略
    4.1 負序電壓前饋策略及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        4.1.1 基于SOGI鎖相環(huán)負序電壓提取
        4.1.2 負序電壓前饋策略的系統(tǒng)穩(wěn)定性
    4.2 電流-功率分段爬坡算法
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結
第5章 實驗平臺設計與驗證
    5.1 實驗平臺設計
        5.1.1 采樣調理電路
        5.1.2 控制程序架構
        5.1.3 算法的DSP實現
    5.2 實驗結果與分析
第6章 結論與展望
    6.1 全文總結
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]面向園區(qū)的光儲型微電網設計與應用[J]. 劉練,李林,丁明,虞海彪,曹軍.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2020(03)
[2]基于小信號穩(wěn)定性分析的含VSG微電網電能質量主動控制[J]. 張寶群,胡長斌,馬龍飛,宮成.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(23)
[3]改進的孤島微電網主從控制策略[J]. 陳濤,李哲,賴向平,周婧婧,黎博,陳飛雄.  電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2019(11)
[4]基于電壓電流協(xié)同控制的微網運行模式無縫切換策略[J]. 張黎明,侯梅毅,朱國防,盧兆楠,耿英明,劉洋.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(05)
[5]基于虛擬同步機的并網逆變器不平衡電壓靈活補償策略[J]. 年珩,教煐宗,孫丹.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(03)
[6]脈沖寬度調制并網變換器電網背景諧波電流的抑制[J]. 趙仁德,李乾,徐海亮,何金奎,袁誠.  電工技術學報. 2018(S2)
[7]基于αβ分量濾波直接解耦風電并網鎖相環(huán)設計[J]. 朱建紅,黃瓊,孟棒棒.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2018(24)
[8]基于虛擬阻抗的逆變器并聯控制策略的研究[J]. 陳薇,趙強.  電氣工程學報. 2018(08)
[9]基于VSG的儲能系統(tǒng)并網逆變器建模與參數整定方法[J]. 胡文強,吳在軍,孫充勃,宋毅,原凱.  電力自動化設備. 2018(08)
[10]低壓微網逆變器自適應諧波下垂控制策略[J]. 黃駿翅,曾江,楊林,黃仲龍.  電力自動化設備. 2018(05)



本文編號：3654219