本文關鍵詞：微電網中帶諧波抑制功能的逆變器的控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國提出建設“智能電網”的計劃,微電網技術應運而生。微電網,作為一種新型網絡結構,是一組由微電源、儲能系統(tǒng)、負載和控制系統(tǒng)構成的系統(tǒng)單元。微電網在管理分布式發(fā)電能源方面有著巨大的優(yōu)勢,它有效緩解了分布式發(fā)電能源直接并網對電網造成的沖擊,并降低了成本。本文在傳統(tǒng)的微電網逆變器的控制策略上,加入了諧波抑制功能。使得微電網逆變器在向微電網輸送電能的同時,補償微電網中所含的有源負載所產生的的諧波,形成有功功率,無功功率和諧波三者的共同控制。本文首先介紹了微電網逆變器的研究背景；之后介紹了分布式發(fā)電的原理以及微電網的結構,接著分析了逆變器并入微電網所引發(fā)的的問題以及解決辦法；最后介紹了微電網技術在國內外的發(fā)展形勢。隨后,我們介紹與分析了單相以及三相微電網逆變器的工作原理以及逆變器的調制方法隨后,我們在所設計的微電網逆變器加入諧波檢測與抑制的功能,從理論推導的角度分析與設計了基于瞬時無功功率ip-iq諧波電流檢測方法。根據本文所設計的微電網逆變器既要具有良好的動態(tài)跟蹤特性,又要補償微電網中的諧波源產生的諧波,經過綜合分析,結合本課題,設計出帶諧波抑制功能的雙閉環(huán)的控制策略。即微電網逆變器的控制結構外環(huán)采用功率控制,內環(huán)采用電壓電流雙饋控制,將檢測到的微電網中諧波源產生的諧波信號反饋至內環(huán)電流環(huán)節(jié),作為控制信號。并詳細研究了每一個控制環(huán)節(jié)的結構與原理,最終設計出總體控制策略接著,在理論分析的基礎上,設計了三相微電網逆變器的總體設計方案,并以此為根據,在MATLAB/Simulink環(huán)境下對未加入諧波抑制功能的微電網子系統(tǒng),逆變器諧波檢測環(huán)節(jié)以及逆變器雙閉環(huán)控制環(huán)節(jié)做出仿真,得到相關波形。最后將各個子系統(tǒng)結合起來,對系統(tǒng)的有功傳輸做了仿真,并對輸出電流與輸出電壓做了諧波頻譜分析,驗證了所設計系統(tǒng)的正確性。最后,我們對三相逆變器系統(tǒng)的硬件電路以及主電路控制單元進行分析與設計,接著對系統(tǒng)的軟件程序進行了設計,包括主電路程序設計等。
【關鍵詞】：微電網逆變器 諧波檢測與抑制 瞬時無功理論 雙閉環(huán)控制策略
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 微電網逆變器簡介11-14
• 1.2.1 分布式發(fā)電原理11
• 1.2.2 微電網逆變器的結構11-12
• 1.2.3 逆變器并微電網所產生的的問題與解決辦法12-14
• 1.3 微電網逆變器研究的國內外現狀與發(fā)展趨勢14-15
• 1.3.1 國外微電網逆變器研究現狀14
• 1.3.2 國內微電網逆變器研究現狀14-15
• 1.4 本章小結15
• 1.5 本文主要工作15-18
• 第2章 微電網逆變器的工作原理及拓撲結構18-26
• 2.1 微電網逆變器的分類18
• 2.2 微電網逆變器的工作原理18-23
• 2.2.1 單相微電網逆變器的工作原理18-21
• 2.2.2 三相微電網逆變器的工作原理21-23
• 2.3 微電網逆變器的調制方法23-24
• 2.3.1 正弦脈寬調制技術23
• 2.3.2 空間矢量調制技術23-24
• 2.4 本章小結24-26
• 第3章 微電網逆變器諧波檢測與抑制方法的研究26-38
• 3.1 諧波檢測方法的研究26-30
• 3.1.1 三相電路瞬時無功功率的諧波檢測理論27-29
• 3.1.2 基于瞬時無功功率理論的ip-iq諧波電流檢測方法的分析與設計29-30
• 3.2 鎖相環(huán)控制技術30-31
• 3.3 數字低通濾波器的分析與設計31-35
• 3.3.1 數字低通濾波器相關參數的選擇與要求32-33
• 3.3.2 應用于諧波檢測中的數字低通濾波器的分析與設計33-34
• 3.3.3 數字低通濾波器的仿真34-35
• 3.4 本章小結35-38
• 第4章 微電網逆變器的控制策略的研究38-48
• 4.1 逆變器并網開環(huán)控制方法38-39
• 4.2 逆變器并網閉環(huán)傳統(tǒng)控制方法39-42
• 4.2.1 輸出電壓瞬時值反饋控制方法39-41
• 4.2.2 輸出電流瞬時值反饋控制方法41-42
• 4.3 帶諧波抑制功能的雙閉環(huán)控制策略的研究42-46
• 4.3.1 逆變器外環(huán)功率控制42-43
• 4.3.2 逆變器內環(huán)電壓電流雙饋控制43-44
• 4.3.3 帶諧波抑制環(huán)節(jié)的雙閉環(huán)控制策略的系統(tǒng)模型實現44-46
• 4.4 本章小結46-48
• 第5章 微電網逆變器的仿真與分析48-58
• 5.1 系統(tǒng)總體模型概述48-49
• 5.2 微電網子系統(tǒng)結構的仿真49-51
• 5.3 基于瞬時無功功率理論的IP-IQ諧波電流檢測方法的仿真51-53
• 5.4 基于雙閉環(huán)控制策略的逆變器子系統(tǒng)的仿真與分析53-55
• 5.5 系統(tǒng)總體結構的分析與仿真55-57
• 5.6 本章小結57-58
• 第6章 三相逆變器硬件電路與系統(tǒng)軟件的設計58-72
• 6.1 三相逆變器硬件的總體結構58
• 6.2 系統(tǒng)主電路硬件設計58-61
• 6.2.1 輸出側低通濾波器的設計59-60
• 6.2.2 功率器件IGBT的選擇60-61
• 6.2.3 直流側電容q的選擇61
• 6.2.4 驅動電路的選取61
• 6.3 主電路控制單元設計61-66
• 6.3.1 TMS320F2812型DSP芯片最小系統(tǒng)設計62-64
• 6.3.2 通訊電路的設計64-65
• 6.3.3 采樣電路設計65-66
• 6.4 上位機監(jiān)控單元66-67
• 6.5 系統(tǒng)的軟件設計67-70
• 6.5.1 主程序模塊設計67-68
• 6.5.2 中斷服務模塊設計68-69
• 6.5.3 A/D模塊設計69
• 6.5.4 保護模塊設計69-70
• 6.6 實驗結果分析70-71
• 6.7 本章小結71-72
• 第7章 總結與展望72-74
• 7.1 本文總結72-73
• 7.2 未來工作展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78

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本文編號：358480