本文關鍵詞：電網(wǎng)短路故障下LCL型光伏并網(wǎng)逆變器控制

  更多相關文章： LCL濾波器 電網(wǎng)同步 準比例諧振控制 電壓支撐 并網(wǎng)參考電流 消除功率振蕩

【摘要】：能源短缺,環(huán)境污染等問題使新能源發(fā)電技術得到了越來越多的關注。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)清潔,無噪聲,獨立性強,是國家未來新能源發(fā)電的主要方向。光伏發(fā)出的直流電需要接口設備才能與電網(wǎng)中的交流電相連。其中,最常用的是LCL型三相光伏并網(wǎng)逆變器,但LCL型電流濾波器是三階系統(tǒng),控制復雜,需要選擇合適的控制策略;要實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的控制,就必須保證并網(wǎng)參考電流與電網(wǎng)電壓同相位,所以研究故障情況下的同步技術變得尤為重要;光伏發(fā)電系統(tǒng)作為大電網(wǎng)的補充,不光要在電網(wǎng)正常時聯(lián)網(wǎng)供電,還要能在電網(wǎng)故障時,對電網(wǎng)電壓進行支撐,改善電能質(zhì)量。所以,本文研究的重點是實現(xiàn)LCL型光伏并網(wǎng)逆變器控制和故障情況下并網(wǎng)參考電流的設置。本文分析了LCL型電流濾波器的原理,根據(jù)其傳遞函數(shù),得到了其控制模型,并對其參數(shù)進行了設計;根據(jù)LCL型電流濾波器的數(shù)學模型,搭建了其仿真模型,并分析了電容電流反饋對系統(tǒng)控制的影響;研究了比例諧振(Proportion resonance,PR)控制與準PR控制的特點,分析了其優(yōu)缺點;采用雙閉環(huán)電容電流反饋準PR控制建立了系統(tǒng)的總傳遞函數(shù),根據(jù)自動控制原理,選擇合適的系統(tǒng)參數(shù),驗證了模型的準確性。針對電網(wǎng)發(fā)生短路故障時,對可能出現(xiàn)的電壓暫降與電網(wǎng)諧波情況進行了討論。給出了電網(wǎng)同步的直接解耦同步法(Direct decoupled synchronization method,DDSM)、基于二階廣義積分器鎖頻環(huán)(Frequency-locked loop based on second order generalized integrator)、基于交叉解耦復數(shù)濾波器的鎖相環(huán)(Phase-locked loop based on cross decouple adaptive complex filter,CDACF-PLL)三種適用于復雜電網(wǎng)工況的同步技術,分析了其各自的原理及特性。并在電網(wǎng)出現(xiàn)故障情況下,針對三種同步策略進行了仿真,分別得到了電網(wǎng)正常與故障情況下的數(shù)據(jù),對仿真得到的數(shù)據(jù)進行分析比對,找到了適合于本論文的電網(wǎng)同步方法。針對電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障時的情況進行了討論,提出了一種在電網(wǎng)短路故障發(fā)生時,通過改變注入系統(tǒng)的有功和無功電流來改變并網(wǎng)點電壓的電流控制策略,分析了其提供電壓支撐的原理。最后對電網(wǎng)正常和故障時的情況分別進行了仿真。通過對基于準PR控制的LCL型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真分析,驗證了控制系統(tǒng)和參數(shù)設計的有效性;通過對系統(tǒng)在故障情況下的仿真驗證了提出的參考電流計算方法能夠在弱電網(wǎng)故障情況下,對電網(wǎng)提供電壓支撐,消除有功功率振蕩。
【關鍵詞】：LCL濾波器 電網(wǎng)同步 準比例諧振控制 電壓支撐 并網(wǎng)參考電流 消除功率振蕩
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 光伏并網(wǎng)逆變器控制的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的電流濾波器12-13
• 1.2.2 LCL型濾波器控制方法13-14
• 1.2.3 電網(wǎng)短路故障下的同步技術14-15
• 1.2.4 電網(wǎng)短路故障下參考電流的設置15-16
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 LCL型并網(wǎng)逆變器建模與仿真18-29
• 2.1 LCL型濾波器的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 LCL型濾波器參數(shù)的設置19-22
• 2.2.1 濾波器參數(shù)約束條件19-20
• 2.2.2 LCL濾波器參數(shù)的選擇20-21
• 2.2.3 LCL濾波器參數(shù)參數(shù)的校驗21-22
• 2.3 準PR控制的電容電流反饋雙閉環(huán)LCL型濾波器的仿真22-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 復雜電網(wǎng)工況下的電網(wǎng)同步技術29-42
• 3.1 復雜電網(wǎng)工況分析29-30
• 3.2 復雜電網(wǎng)工況下的電網(wǎng)同步方法30-41
• 3.2.1 直接解耦同步法30-33
• 3.2.2 基于交叉解耦復數(shù)濾波器的電網(wǎng)同步法33-36
• 3.2.3 基于雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)36-40
• 3.2.4 三種同步策略仿真結(jié)果的比較分析40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 電網(wǎng)正常與短路故障下的控制策略及其仿真42-55
• 4.1 電網(wǎng)正常情況下LCL三相并網(wǎng)逆變器的控制策略與仿真43-46
• 4.1.1 LCL型三相并網(wǎng)逆變器的控制策略43
• 4.1.2 LCL并網(wǎng)逆變器的仿真與分析43-46
• 4.2 電網(wǎng)短路故障下三相并網(wǎng)逆變器的控制策略及其仿真46-54
• 4.2.1 三相并網(wǎng)逆變器功率模型的建模46-47
• 4.2.2 電網(wǎng)電壓支撐原理47-49
• 4.2.3 三相并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)參考電流設置49-51
• 4.2.4 三相并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)控制策略的仿真與分析51-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-60
• 在學期間發(fā)表的學術論文和參加的科研情況60-61
• 致謝61

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