非隔離型三電平并網(wǎng)逆變器的有限集預測電流控制研究
發(fā)布時間:2021-12-12 01:20
光伏并網(wǎng)逆變器作為太陽能光伏電池板與公用電網(wǎng)的關鍵性接口裝置,其控制策略選擇和輸出濾波器的性能將直接決定逆變器輸出的電能是否滿足并網(wǎng)標準。隨著太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術向著大規(guī)模、高壓及大功率方向轉變,傳統(tǒng)兩電平拓撲結構由于器件耐壓條件的限制而難以適應這種并網(wǎng)環(huán)境。與傳統(tǒng)的兩電平并網(wǎng)逆變器相比,三電平并網(wǎng)逆變器各橋臂功率管承受電壓低、并網(wǎng)電流畸變率小等優(yōu)點,在目前高壓、大功率并網(wǎng)環(huán)境中得到廣泛應用。然而,三電平光伏并網(wǎng)逆變器功率管數(shù)目和控制目標較多,為了提高其并網(wǎng)的性能及效率,提出一種可用于此拓撲的改進型FCS-MPC(Finite Control Set Model Predictive Control,有限集模型預測控制)策略。與傳統(tǒng)脈沖寬度調制策略相比,該方案不需要復雜的控制器參數(shù)整定,且易實現(xiàn)多目標優(yōu)化控制。主要研究內容如下:(1)在已有文獻基礎上,分析三電平光伏并網(wǎng)逆變器主要拓撲結構分類及各自構成特點。重點對T型三電平光伏并網(wǎng)逆變器拓撲結構,及在兩相靜止坐標系下建立其數(shù)學模型,并對其換流過程及工作原理進行詳細介紹。(2)在分析模型預測控制基本原理的基礎上,建立T型三電平光伏并網(wǎng)逆...
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
單級式系統(tǒng)結構
圖 1.2 兩級式系統(tǒng)結構級式和兩級式的系統(tǒng)結構各具優(yōu)劣,其中單級式的優(yōu)點為:系統(tǒng)結構簡單、成本低和電能變換效率高;缺點是:由于同時實現(xiàn)最大功率點跟蹤和輸導致控制器設計較為復雜。兩級式的優(yōu)點為:兩級之間相互獨立,可以分別
2.1.1 傳統(tǒng)逆變器拓撲結構傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器按照電源不同分成兩類:電流源型逆變器和電壓源型逆變器[36]。圖2.1 所示為三相 CSI(Current Source Inverter,電流源型逆變器)的拓撲結構。CSI 輸出電流為矩形波,輸出電壓近似看為正弦波,抑制過電流能力強,特別適合用于頻繁加、減速的啟動型負載。電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑,因此交流側輸出電流為矩形波,并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。CSI 中的半導體開關器件一般采用 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)串聯(lián)二極管,以反向阻斷電壓,這使 CSI 的整體效率提高,但是產生較高的器件導通損耗,影響了電流源逆變器的發(fā)展和應用,采用大電感實現(xiàn)電流源作用,但同時也使系統(tǒng)成本提高。CSI 的主要應用場合有:(1) 大功率感應電機和同步電機的速度控制;
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種抑制系統(tǒng)漏電流非隔離型三電平逆變器中點平衡載波調制算法[J]. 王付勝,李禎,付航,滕云亮. 電工技術學報. 2017(S2)
[2]模型預測控制在光伏并網(wǎng)逆變器中的應用[J]. 潘健,陸田,劉陽,要若天. 湖北工業(yè)大學學報. 2017(05)
[3]改進有限集模型預測控制策略在三相級聯(lián)并網(wǎng)逆變器中的應用[J]. 賈冠龍,李冬輝,姚樂樂. 電網(wǎng)技術. 2017(01)
[4]飛跨電容多電平光伏逆變器共模電流抑制技術[J]. 郭小強,朱鐵影,魏寶澤,盧志剛,孫孝峰,張純江. 中國電機工程學報. 2016(18)
[5]三相光伏并網(wǎng)逆變器多目標優(yōu)化模型預測控制[J]. 楊捷,顧冬冬,孫明浩,郭曉靜,高麗萍. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2016(15)
[6]二極管鉗位型三電平逆變器共模電壓抑制[J]. 吳可麗,夏長亮,張云,谷鑫. 電工技術學報. 2015(24)
[7]一種以降低逆變器開關損耗為目標并考慮中點電位平衡的適用于中點鉗位式三電平逆變器的調制方法[J]. 姜衛(wèi)東,趙德勇,汪磊,黃輝,王永生. 中國電機工程學報. 2016(05)
[8]基于精細分區(qū)控制的三電平逆變器中點電位平衡策略[J]. 王慧敏,溫坤鵬,張云,夏長亮. 電工技術學報. 2015(19)
[9]光伏并網(wǎng)逆變器有限狀態(tài)模型預測電流控制[J]. 金楠,胡石陽,崔光照,姜素霞. 中國電機工程學報. 2015(S1)
[10]三相電壓型逆變器的延時補償模型預測控制[J]. 朱曉雨,王丹,彭周華,劉星. 電機與控制應用. 2015(09)
碩士論文
[1]T型三電平逆變器的共模電流抑制及中點電位平衡[D]. 李藝.華北電力大學 2017
[2]基于中點電流的三電平NPC逆變器中點電位平衡策略研究[D]. 許亞明.南京航空航天大學 2017
[3]T型三電平光伏并網(wǎng)逆變器的模型預測控制[D]. 王美齡.沈陽工業(yè)大學 2016
[4]T型三電平逆變器的中點電位控制算法研究[D]. 曾磊樂.電子科技大學 2015
[5]三相T型三電平光伏逆變器技術研究[D]. 杜彎.燕山大學 2015
[6]三電平光伏并網(wǎng)逆變器的控制[D]. 李繼俠.華南理工大學 2014
[7]T型三電平逆變器技術研究[D]. 夏玲芳.南京航空航天大學 2014
本文編號:3535739
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
單級式系統(tǒng)結構
圖 1.2 兩級式系統(tǒng)結構級式和兩級式的系統(tǒng)結構各具優(yōu)劣,其中單級式的優(yōu)點為:系統(tǒng)結構簡單、成本低和電能變換效率高;缺點是:由于同時實現(xiàn)最大功率點跟蹤和輸導致控制器設計較為復雜。兩級式的優(yōu)點為:兩級之間相互獨立,可以分別
2.1.1 傳統(tǒng)逆變器拓撲結構傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器按照電源不同分成兩類:電流源型逆變器和電壓源型逆變器[36]。圖2.1 所示為三相 CSI(Current Source Inverter,電流源型逆變器)的拓撲結構。CSI 輸出電流為矩形波,輸出電壓近似看為正弦波,抑制過電流能力強,特別適合用于頻繁加、減速的啟動型負載。電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑,因此交流側輸出電流為矩形波,并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。CSI 中的半導體開關器件一般采用 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)串聯(lián)二極管,以反向阻斷電壓,這使 CSI 的整體效率提高,但是產生較高的器件導通損耗,影響了電流源逆變器的發(fā)展和應用,采用大電感實現(xiàn)電流源作用,但同時也使系統(tǒng)成本提高。CSI 的主要應用場合有:(1) 大功率感應電機和同步電機的速度控制;
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種抑制系統(tǒng)漏電流非隔離型三電平逆變器中點平衡載波調制算法[J]. 王付勝,李禎,付航,滕云亮. 電工技術學報. 2017(S2)
[2]模型預測控制在光伏并網(wǎng)逆變器中的應用[J]. 潘健,陸田,劉陽,要若天. 湖北工業(yè)大學學報. 2017(05)
[3]改進有限集模型預測控制策略在三相級聯(lián)并網(wǎng)逆變器中的應用[J]. 賈冠龍,李冬輝,姚樂樂. 電網(wǎng)技術. 2017(01)
[4]飛跨電容多電平光伏逆變器共模電流抑制技術[J]. 郭小強,朱鐵影,魏寶澤,盧志剛,孫孝峰,張純江. 中國電機工程學報. 2016(18)
[5]三相光伏并網(wǎng)逆變器多目標優(yōu)化模型預測控制[J]. 楊捷,顧冬冬,孫明浩,郭曉靜,高麗萍. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2016(15)
[6]二極管鉗位型三電平逆變器共模電壓抑制[J]. 吳可麗,夏長亮,張云,谷鑫. 電工技術學報. 2015(24)
[7]一種以降低逆變器開關損耗為目標并考慮中點電位平衡的適用于中點鉗位式三電平逆變器的調制方法[J]. 姜衛(wèi)東,趙德勇,汪磊,黃輝,王永生. 中國電機工程學報. 2016(05)
[8]基于精細分區(qū)控制的三電平逆變器中點電位平衡策略[J]. 王慧敏,溫坤鵬,張云,夏長亮. 電工技術學報. 2015(19)
[9]光伏并網(wǎng)逆變器有限狀態(tài)模型預測電流控制[J]. 金楠,胡石陽,崔光照,姜素霞. 中國電機工程學報. 2015(S1)
[10]三相電壓型逆變器的延時補償模型預測控制[J]. 朱曉雨,王丹,彭周華,劉星. 電機與控制應用. 2015(09)
碩士論文
[1]T型三電平逆變器的共模電流抑制及中點電位平衡[D]. 李藝.華北電力大學 2017
[2]基于中點電流的三電平NPC逆變器中點電位平衡策略研究[D]. 許亞明.南京航空航天大學 2017
[3]T型三電平光伏并網(wǎng)逆變器的模型預測控制[D]. 王美齡.沈陽工業(yè)大學 2016
[4]T型三電平逆變器的中點電位控制算法研究[D]. 曾磊樂.電子科技大學 2015
[5]三相T型三電平光伏逆變器技術研究[D]. 杜彎.燕山大學 2015
[6]三電平光伏并網(wǎng)逆變器的控制[D]. 李繼俠.華南理工大學 2014
[7]T型三電平逆變器技術研究[D]. 夏玲芳.南京航空航天大學 2014
本文編號:3535739
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