本文關鍵詞：雙模式逆變器的主動式孤島檢測研究

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【摘要】：新能源的不斷開發(fā)和利用使得分布式發(fā)電取得了迅猛的發(fā)展,大量的分布式發(fā)電接入電網給電網的穩(wěn)定性和可靠性帶來很大的挑戰(zhàn)。微電網技術的研究和發(fā)展可有效解決分布式發(fā)電帶來的問題,其相對于傳統(tǒng)大電網具有更好的靈活性和可控性,是目前各國電力發(fā)展研究的熱點。雙模式逆變器作為微電網電力電子接口裝置,除了滿足兩種模式的正常運行還需要保證切換過程的平滑性。因而對切換過程中所需要的主動式孤島檢測研究已成為電力發(fā)展領域的一個重要方向。本文分析了雙模式逆變器的拓撲結構,根據(jù)系統(tǒng)實際應用的不同情況,構建了獨立控制模式和并網控制模式的數(shù)學模型,并設計了相應的控制器。同時為減少切換過程對電網側電流和負載端電壓帶來的沖擊,加入了電壓環(huán)以實現(xiàn)模式的平滑轉換。此環(huán)還可以減少并網模式下的電網波動對輸出電流的影響。針對孤島效應的產生機理及其危害,分析并選擇了孤島檢測的評價指標,對盲區(qū)的描述采用了f0 normQ?C的坐標平面方法。對經典的主動式孤島檢測方案原理及優(yōu)缺點進行了對比分析。之后,本文提出了一種改進的主動式頻率偏移法孤島檢測方案,該方案將帶正反饋的主動頻移法和優(yōu)化電流擾動法相結合,并加入了符號函數(shù)。此改進方案相對于傳統(tǒng)的主動頻率偏移法使得檢測盲區(qū)減小、對電能質量的影響降低,并加快了不同負載性質情況下的檢測速度。搭建MATLAB仿真模型,驗證了所述控制理論的合理性。在仿真實驗的基礎上設計了以TMS320F2812DSP為控制芯片的實驗方案,搭建了小型硬件系統(tǒng)電路。
【關鍵詞】：微電網 雙模式逆變器 孤島檢測 主動頻率偏移
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題的研究背景10-12
• 1.2 孤島檢測的概念和研究意義12-14
• 1.2.1 孤島效應的產生機理12-13
• 1.2.2 孤島效應的危害13-14
• 1.2.3 孤島檢測的研究意義14
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-16
• 1.3.1 雙模式逆變器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-15
• 1.3.2 孤島檢測的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-16
• 1.4 本文主要研究內容16-18
• 第二章 雙模式逆變器的控制策略18-36
• 2.1 雙模式逆變器數(shù)學模型的構建18-21
• 2.1.1 雙模式逆變器的主電路選擇分析18-20
• 2.1.2 雙模式逆變器的濾波器設計20-21
• 2.2 雙模式逆變器的獨立控制器設計21-25
• 2.2.1 雙模式逆變器的獨立模型分析21-22
• 2.2.2 雙模式逆變器的獨立控制器設計22-23
• 2.2.3 雙模式逆變器的獨立運行仿真驗證23-25
• 2.3 雙模式逆變器的并網控制器設計25-30
• 2.3.1 雙模式逆變器的并網模型分析26-27
• 2.3.2 雙模式逆變器的并網控制器設計27-29
• 2.3.3 雙模式逆變器的并網運行仿真驗證29-30
• 2.4 雙模式逆變器運行模式的平滑切換30-34
• 2.4.1 雙模式逆變器模式切換過程的問題分析30
• 2.4.2 雙模式逆變器無縫切換控制的實現(xiàn)30-32
• 2.4.3 雙模式逆變器的模式切換仿真驗證32-34
• 2.5 本章小結34-36
• 第三章 孤島檢測技術的研究36-50
• 3.1 孤島檢測原理分析36-38
• 3.1.1 計劃孤島和非計劃孤島的劃分36-37
• 3.1.2 孤島檢測的測試原理37-38
• 3.1.3 孤島檢測測試電路中品質因數(shù)的選擇38
• 3.2 孤島檢測檢測的有效性指標38-42
• 3.2.1 孤島檢測的時間標準39-40
• 3.2.2 檢測盲區(qū)的評估方式及選擇40-42
• 3.2.3 主動式孤島檢測對電能質量的影響42
• 3.3 經典的主動式孤島檢測方案及其評估42-44
• 3.3.1 主動式孤島檢測方案43-44
• 3.3.2 主動式孤島檢測方案評估44
• 3.4 傳統(tǒng)的主動式頻率偏移檢測算法44-49
• 3.4.1 傳統(tǒng)的主動式頻率偏移算法的原理44-45
• 3.4.2 傳統(tǒng)的主動式頻率偏移算法的盲區(qū)描述45-48
• 3.4.3 傳統(tǒng)的主動式頻率偏移對電能質量的影響48-49
• 3.5 本章小結49-50
• 第四章 改進的主動式頻率偏移檢測算法50-66
• 4.1 帶正反饋的主動式頻率偏移檢測算法50-51
• 4.2 優(yōu)化電流擾動檢測算法51-53
• 4.3 改進的主動式頻率偏移檢測算法53-59
• 4.3.1 改進的主動式頻率偏移檢測算法方案53-54
• 4.3.2 改進算法的盲區(qū)描述54-56
• 4.3.3 改進算法對電能質量的影響56-58
• 4.3.4 擾動系數(shù)的討論58
• 4.3.5 考慮實際應用問題的擾動方程58-59
• 4.4 仿真實驗59-64
• 4.4.1 傳統(tǒng)AFD與改進AFD的仿真實驗比較60-61
• 4.4.2 不同負載性質下的改進AFD的仿真實驗61-64
• 4.5 本章小結64-66
• 第五章 系統(tǒng)實驗方案設計66-74
• 5.1 實驗方案的設計66
• 5.2 硬件設計66-69
• 5.2.1 主控芯片的選擇66-67
• 5.2.2 逆變電路設計67-68
• 5.2.3 驅動電路設計68
• 5.2.4 采樣電路設計68-69
• 5.2.5 過零點檢測電路設計69
• 5.3 軟件設計69-71
• 5.3.1 主程序設計69-70
• 5.3.2 中斷子程序設計70-71
• 5.3.3 數(shù)字SPWM波形的產生71
• 5.3.4 數(shù)字PI控制的實現(xiàn)71
• 5.4 實驗結果分析71-73
• 5.5 本章小結73-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 總結74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄82-84
• 附錄84-86

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