本文關鍵詞：三相逆變器多機并網(wǎng)系統(tǒng)諧振機理與抑制策略研究

  更多相關文章： LCL濾波器 諧振抑制 多逆變器并網(wǎng) 全狀態(tài)反饋控制

【摘要】：近年來,基于可再生能源的分布式發(fā)電已經(jīng)成為國家節(jié)能減排、能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的重要組成部分。作為分布式發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接裝置,并網(wǎng)逆變器起著至關重要的作用。然而,在弱電網(wǎng)條件下的LCL型并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)之間存在諧振的不穩(wěn)定問題,頻頻導致系統(tǒng)故障甚至炸機事故的發(fā)生。因此,研究弱電網(wǎng)條件下,多臺LCL型逆變器并網(wǎng)的諧振機理及其抑制策略對實現(xiàn)新能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重要的意義。本文首先在開環(huán)阻抗模型建�；A上,詳細分析了弱電網(wǎng)條件下LCL輸出濾波逆變器并聯(lián)并網(wǎng)系統(tǒng)的諧振機理以及諧振規(guī)律。之后,考慮閉環(huán)控制對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。在建立閉環(huán)諾頓等效電路模型的基礎上,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與電網(wǎng)阻抗以及逆變器閉環(huán)輸出導納有關,因此提出通過調(diào)整多機系統(tǒng)中每臺逆變器控制的閉環(huán)輸出導納使系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定的方法。逆變器單元的閉環(huán)輸出導納特性也可作為評價多機系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。進而,采用全狀態(tài)反饋+比例諧振(Proportion Resonant,PR)控制器的控制方法作為系統(tǒng)中逆變器單元的控制方案實現(xiàn)多機并網(wǎng)控制。全狀態(tài)反饋控制用于調(diào)整單機系統(tǒng)的輸出導納,PR控制器用于消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,同時減小解耦項造成的參數(shù)引入誤差。MATLAB仿真驗證了全狀態(tài)反饋+PR控制器的控制方法對于諧振抑制策略以及并網(wǎng)控制的有效性,同時與傳統(tǒng)的電容電流反饋控制方法進行了比較,驗證了本文方法具有更好的魯棒性。最后,為了驗證本文設計的諧振抑制控制方法的可行性,以及方便開展后續(xù)的實驗研究,設計并搭建了單機額定容量7.5k W的三相LCL型逆變器三臺并網(wǎng)實驗平臺。設計基于DSP+FPGA的控制板,編寫基于Verilog語言的FPGA底層AD、DA、保護及PWM硬件驅(qū)動程序,以及基于C語言的DSP控制算法及RS232觸摸屏通信算法程序。完成了電平變換電路、繼電器電路等轉接板硬件的設計與各模塊及整機調(diào)試工作。在實驗平臺上對本文的控制方案進行了實驗研究,實驗結果表明了本文諧振抑制方法的有效性。
【關鍵詞】：LCL濾波器 諧振抑制 多逆變器并網(wǎng) 全狀態(tài)反饋控制
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 微網(wǎng)中的諧振問題研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 微網(wǎng)系統(tǒng)的建模分析12-14
• 1.2.2 微網(wǎng)系統(tǒng)的諧振抑制14-15
• 1.3 多逆變器并聯(lián)并網(wǎng)的關鍵問題15-17
• 1.4 主要工作及內(nèi)容安排17-18
• 第2章 多機系統(tǒng)開環(huán)建模諧振機理分析18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 開環(huán)阻抗模型18-25
• 2.2.1 單機開環(huán)阻抗模型分析19-20
• 2.2.2 多機開環(huán)阻抗模型分析20-25
• 2.3 諧振抑制方案思路25-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第3章 多機系統(tǒng)閉環(huán)建模分析與控制27-46
• 3.1 引言27
• 3.2 閉環(huán)諾頓等效電路模型分析27-29
• 3.3 逆變器并網(wǎng)與諧振抑制控制方法29-36
• 3.3.1 控制方法框架30-31
• 3.3.2 全狀態(tài)反饋控制31-34
• 3.3.3 比例諧振(PR)控制34-36
• 3.4 諧振抑制特性分析36-40
• 3.5 仿真研究40-44
• 3.6 本章小結44-46
• 第4章 DSP+FPGA控制系統(tǒng)設計46-63
• 4.1 引言46
• 4.2 DSP+FPGA控制板整體介紹46-48
• 4.3 DSP+FPGA控制器硬件設計48-55
• 4.3.1 DSP板硬件設計48-49
• 4.3.2 FPGA板硬件設計49-55
• 4.4 DSP+FPGA控制器程序設計55-62
• 4.4.1 XINTF總線設計55
• 4.4.2 AD模塊驅(qū)動程序設計55-58
• 4.4.3 DA模塊驅(qū)動程序設計58-60
• 4.4.4 保護模塊驅(qū)動程序設計60-61
• 4.4.5 PWM模塊驅(qū)動程序設計61
• 4.4.6 DSP軟件設計61-62
• 4.5 本章小結62-63
• 第5章 實驗平臺建設與實驗結果63-80
• 5.1 引言63
• 5.2 實驗平臺整體介紹63-65
• 5.3 實驗平臺關鍵結構設計65-69
• 5.3.1 LCL參數(shù)設計65-67
• 5.3.2 轉接板設計67-69
• 5.4 新平臺調(diào)試與實驗驗證結果分析69-79
• 5.4.1 硬件設計測試69-71
• 5.4.2 弱電網(wǎng)阻抗測試71-73
• 5.4.3 單機L濾波逆變器實驗73-74
• 5.4.4 單機LCL濾波逆變器并網(wǎng)實驗74-78
• 5.4.5 多機LCL濾波逆變器并網(wǎng)實驗78-79
• 5.5 本章小結79-80
• 結論80-81
• 參考文獻81-87
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果87-88
• 致謝88-89
• 作者簡介89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉飛;三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行控制策略[D];華中科技大學;2008年

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本文編號：1008271