本文選題：三相PWM變換器 + 不平衡��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，變換器模塊并聯(lián)是提高功率等級(jí)，增加并網(wǎng)容量的有效途徑。隨著光伏并網(wǎng)容量的不斷增加，新的并網(wǎng)規(guī)則對(duì)系統(tǒng)的可靠性有了更高的要求。在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，并網(wǎng)濾波器以電感為主。實(shí)際使用的三相濾波電感之間往往存在一定的差異，對(duì)變換器輸出電流和并聯(lián)系統(tǒng)模塊間的環(huán)流都會(huì)產(chǎn)生影響。而實(shí)際電網(wǎng)時(shí)常出現(xiàn)的不平衡現(xiàn)象也會(huì)影響光伏系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為此，本文主要研究了變換器并聯(lián)系統(tǒng)不平衡運(yùn)行條件下的控制策略。 本文首先在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了電感不平衡條件下變換器數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上分析了電感不平衡對(duì)變換器輸出電流的影響；從排除電感不平衡影響的角度出發(fā)，在傳統(tǒng)PI電流控制方法的基礎(chǔ)上，提出了一種電流解耦控制策略，并將其動(dòng)態(tài)性能與不平衡條件下正負(fù)序雙同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系方法(DSRF)和正序同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的PIR方法進(jìn)行了分析和對(duì)比。研究表明，電感不平衡會(huì)導(dǎo)致變換器的輸出電流不平衡，而為了消除這一不利影響所提的的電流解耦控制策略能夠有效解決電感不平衡帶來(lái)的不利影響，保證變換器的輸出電流平衡；相比于DSRF方法和PIR方法，所提的解耦控制方法在輸出電流變化時(shí)，具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 變換器并聯(lián)控制是本文研究的重點(diǎn)。模塊直接并聯(lián)會(huì)帶來(lái)環(huán)流問(wèn)題，環(huán)流會(huì)使變換器的輸出電流畸變，影響并聯(lián)系統(tǒng)的均流效果，降低變換器的電能轉(zhuǎn)換效率。三相平衡時(shí)，零序環(huán)流是環(huán)流的主要成分。因此，本文先是根據(jù)正序同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下所建立的并聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析了電感不平衡對(duì)零序環(huán)流的影響，在傳統(tǒng)PI環(huán)流抑制方法的基礎(chǔ)上，提出了一種前饋控制策略。研究表明，三相電感不平衡時(shí)，傳統(tǒng)PI方法的環(huán)流抑制效果會(huì)變差，而本文所提的前饋控制方法能夠有效解決電感不平衡條件下并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流問(wèn)題，獲得良好的電流控制效果。 實(shí)際電網(wǎng)普遍存在不平衡波動(dòng)。電網(wǎng)和電感不平衡均容易導(dǎo)致變換器的輸出電流不平衡甚至畸變，影響并聯(lián)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為此，本文利用對(duì)稱(chēng)分量法分析了電網(wǎng)和電感不平衡對(duì)環(huán)流成分的影響，，并提出了并聯(lián)系統(tǒng)在電網(wǎng)或電感不平衡運(yùn)行條件下的協(xié)調(diào)控制方案。研究表明，電網(wǎng)和電感不平衡條件下模塊間會(huì)產(chǎn)生負(fù)序環(huán)流，導(dǎo)致變換器輸出電流不平衡和畸變，影響并聯(lián)模塊均流效果。本文所提協(xié)調(diào)控制方案能夠有效解決電網(wǎng)和電感不平衡帶來(lái)的不利影響，保證并聯(lián)系統(tǒng)不平衡條件下的可靠運(yùn)行。
[Abstract]:In photovoltaic power generation system, parallel converter module is an effective way to improve power level and increase grid-connected capacity. With the increasing of photovoltaic grid-connected capacity, the new grid-connected rules have higher requirements for the reliability of the system. In photovoltaic grid-connected systems, grid-connected filters are mainly inductors. The actual use of three-phase filter inductors often has some differences, which will have an impact on the output current of the converter and the circulation between the modules of the parallel system. The unbalanced phenomena often occur in the actual power grid will also affect the normal operation of photovoltaic systems. Therefore, this paper mainly studies the control strategy under the condition of unbalanced operation of the converter parallel system. In this paper, the mathematical model of the converter under the condition of inductance unbalance is established in the synchronous rotating coordinate system, and the influence of the inductance imbalance on the output current of the converter is analyzed. Based on the traditional Pi current control method, a current decoupling control strategy is proposed. Its dynamic performance is analyzed and compared with the positive and negative order double synchronous rotation coordinate system (DSRF) and the positive sequence synchronous rotation coordinate system (PIR) under unbalanced conditions. The results show that the unbalanced inductance will lead to the unbalanced output current of the converter, and the current decoupling control strategy proposed in order to eliminate this adverse effect can effectively solve the adverse effects caused by the unbalance of the inductance. Compared with the DSRF method and the PIR method, the proposed decoupling control method has a faster dynamic response when the output current changes. Parallel control of converters is the focus of this paper. The direct parallel connection of the modules will bring the circulation problem, which will make the output current distortion of the converter, affect the current-sharing effect of the parallel system, and reduce the power conversion efficiency of the converter. In three-phase equilibrium, the zero sequence circulation is the main component of the circulation. In this paper, the influence of inductance imbalance on zero-sequence circulation is analyzed based on the mathematical model of parallel system in positive sequence synchronous rotating coordinate system. A feedforward control strategy is proposed based on the traditional Pi loop suppression method. The results show that when the inductance is unbalanced, the conventional Pi method can reduce the circulation, and the feedforward control method proposed in this paper can effectively solve the circulation problem of the parallel system under the condition of the unbalanced inductance. Good current control effect is obtained. Unbalanced fluctuations are common in the actual power grid. The imbalance of power grid and inductor can easily lead to unbalanced or even distorted output current of the converter, which affects the normal operation of the parallel system. In this paper, the influence of the unbalanced network and inductor on the circulation composition is analyzed by using the symmetric component method, and the coordinated control scheme of the parallel system under the condition of the unbalanced operation of the power grid or inductor is proposed. It is shown that the negative sequence circulation will occur between the modules under the condition of unbalanced power grid and inductance, which will lead to the unbalanced output current and distortion of the converter, which will affect the current-sharing effect of the parallel modules. The coordinated control scheme proposed in this paper can effectively solve the adverse effects caused by the imbalance of the power grid and inductor and ensure the reliable operation of the parallel system under unbalanced conditions.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM615;TM46

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1866143