并網(wǎng)變換器是可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中重要的功率接口裝置,在弱電網(wǎng)下并網(wǎng)變換器控制系統(tǒng)與電網(wǎng)阻抗相互耦合,直接影響著并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。為此,本文以弱電網(wǎng)下三相并網(wǎng)變換器為研究對象,通過阻抗分析法對并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性展開研究,旨在提出改進控制方法提高變換器弱電網(wǎng)穩(wěn)定性。本文首先對三相并網(wǎng)變換器進行dq阻抗建模,推導出考慮直流電壓波動的主電路阻抗模型,建模過程中考慮了鎖相環(huán)動態(tài)特性對坐標變換的影響。在此基礎(chǔ)上,建立了綜合考慮電流環(huán)、鎖相環(huán)、直流電壓環(huán)與交流電壓環(huán)的變換器阻抗模型。同時利用掃頻法對所建模型的準確性進行驗證�；谕茖У淖儞Q器dq阻抗模型,分析了弱電網(wǎng)下無功電流對并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。在弱電網(wǎng)下,基于變換器dq阻抗模型研究了電網(wǎng)阻抗和鎖相環(huán)帶寬與并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的內(nèi)在聯(lián)系,由分析結(jié)果可知弱電網(wǎng)下隨著鎖相環(huán)帶寬提高,并網(wǎng)變換器擾動通路中鎖相環(huán)誤差增大,并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。根據(jù)dq阻抗模型中并網(wǎng)點系統(tǒng)坐標系電壓經(jīng)鎖相環(huán)動態(tài)特性對控制坐標系電流的傳遞關(guān)系,提出了一種考慮鎖相環(huán)影響的并網(wǎng)變換器改進控制方法,同時考慮非單位功率因數(shù)運行狀態(tài),擴大了改進方法的弱電網(wǎng)適用范圍。在并網(wǎng)變換器dq阻抗模型基礎(chǔ)上,分析了弱電網(wǎng)下電網(wǎng)阻抗和直流電壓環(huán)對并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。研究表明,電網(wǎng)阻抗的存在導致并網(wǎng)變換器直流電壓環(huán)與電網(wǎng)阻抗交互作用,造成并網(wǎng)點d軸電壓誤差增大,進而導致直流母線電壓振蕩。通過阻抗模型中并網(wǎng)點電壓到直流電壓的傳遞關(guān)系,利用并網(wǎng)系統(tǒng)擾動信號通路,將并網(wǎng)點d軸電壓擾動引入電流環(huán)中,進而提出了一種擾動前饋的改進控制方法,提高了并網(wǎng)變換器弱電網(wǎng)穩(wěn)定性。在所提方法基礎(chǔ)上,考慮鎖相環(huán)動態(tài)特性的影響,得到鎖相環(huán)擾動前饋與d軸電壓擾動前饋相結(jié)合的控制策略,進一步提高了弱電網(wǎng)下并網(wǎng)變換器的穩(wěn)定性。在MATLAB/Simulink中進行仿真模型的搭建,利用實驗室三相并網(wǎng)變換器模擬實驗平臺進行實驗,仿真和實驗結(jié)果驗證了本文理論分析的正確性和所提方法的有效性。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文電源，其額定功率為 15kW，最大輸出直流電壓和電流為 600V 和 25A。并網(wǎng)器的開關(guān)管采用的是英飛凌生產(chǎn)的FF1400R12IP4型 IGBT 模塊，其額定電流壓分別為 1400A 和 1200V，同時使用與之配套的英飛凌的2SP320V2A0 12模塊。濾波器由濾波電感和濾波電容構(gòu)成，其大小分別為 6mH 和10 F。主控板的核心芯片采用 TI 公司生產(chǎn)的 TMS320F2812 微處理器，其作用是用戶編寫代碼處理采集的數(shù)字信號，同時生成輸出電壓信號對 IGBT 驅(qū)動電路控制。采樣板主要由電壓和電流霍爾元件構(gòu)成，此外還需要開關(guān)電源和電源板對整個采樣、驅(qū)動和主控板進行供電。圖 5-2 為實驗室三相并網(wǎng)變換器系統(tǒng)實驗平臺實物圖，其中圖 a)為主電路，)為控制系統(tǒng)。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 胡偉;孫建軍;姜一鳴;周輝;李尚盛;查曉明;;含STATCOM的孤島微電網(wǎng)低頻穩(wěn)定性分析[J];中國電機工程學報;2015年10期

2 李小強;伍小杰;耿乙文;張祺;;感性電網(wǎng)阻抗下三相光伏逆變器穩(wěn)定性分析[J];中國電機工程學報;2014年18期

3 吳恒;阮新波;楊東升;;弱電網(wǎng)條件下鎖相環(huán)對LCL型并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性的影響研究及鎖相環(huán)參數(shù)設(shè)計[J];中國電機工程學報;2014年30期

4 解大;馮俊淇;婁宇成;楊敏霞;王西田;;基于三質(zhì)量塊模型的雙饋風機小信號建模和模態(tài)分析[J];中國電機工程學報;2013年S1期

5 周林;張密;居秀麗;何國慶;;電網(wǎng)阻抗對大型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)穩(wěn)定性影響分析[J];中國電機工程學報;2013年34期

6 鮑陳磊;阮新波;王學華;潘冬華;李巍巍;翁凱雷;;基于PI調(diào)節(jié)器和電容電流反饋有源阻尼的LCL型并網(wǎng)逆變器閉環(huán)參數(shù)設(shè)計[J];中國電機工程學報;2012年25期

7 侯朝勇;胡學浩;惠東;;基于離散狀態(tài)空間模型的LCL濾波并網(wǎng)變換器控制策略[J];中國電機工程學報;2011年36期

8 王學華;阮新波;劉尚偉;;抑制電網(wǎng)背景諧波影響的并網(wǎng)逆變器控制策略[J];中國電機工程學報;2011年06期

9 張寶群;張伯明;吳文傳;;基于小干擾穩(wěn)定的雙饋感應(yīng)電機電磁模型降階分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年10期

本文編號：2887443