本文關(guān)鍵詞：基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量策略研究

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【摘要】：為應(yīng)對能源危機(jī)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),近年來微電網(wǎng)得到了迅速發(fā)展,與微電網(wǎng)相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)成為研究的熱點(diǎn),微電網(wǎng)電能質(zhì)量分析與控制則是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于微網(wǎng)系統(tǒng)本身的特殊性,其電能質(zhì)量不僅與內(nèi)部分布式電源、儲(chǔ)能裝置和負(fù)荷的運(yùn)行特性有關(guān),而且還與外部相連的配電網(wǎng)存在交互影響�；谖⒕W(wǎng)電能質(zhì)量的特點(diǎn),本文采用統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)對微網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合治理,主要圍繞基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的檢測和控制策略兩方面展開研究。首先介紹了基于UPQC的微網(wǎng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),對UPQC混合儲(chǔ)能單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,分別建立了UPQC串聯(lián)單元、并聯(lián)單元和混合儲(chǔ)能單元的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)一步闡述了基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的工作原理和控制目標(biāo)。其次研究了UPQC輸出指令電壓、電流信號的檢測方法。針對傳統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)在配電網(wǎng)電壓不平衡和畸變情況下難以適用的缺點(diǎn),本文分別研究了基于Park變換和基于諧振控制的兩種無鎖相環(huán)指令電壓檢測方法。針對數(shù)字系統(tǒng)的固有延時(shí),本文研究了基于自適應(yīng)預(yù)測的指令電流檢測方法,通過改進(jìn)變換矩陣C,提出了一種適用于微網(wǎng)負(fù)載三相不對稱且含有任意諧波分量的分次補(bǔ)償畸變指令電流檢測法,分別從穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度兩方面對全補(bǔ)償畸變指令電流的直接預(yù)測法和間接預(yù)測法進(jìn)行了對比研究。針對間歇性電源引起的微網(wǎng)功率波動(dòng),本文研究了該功率波動(dòng)對PCC點(diǎn)電壓質(zhì)量的影響機(jī)理。通過Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證了所述指令信號檢測方法的有效性。最后研究了基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的多目標(biāo)控制策略。為提高UPQC串聯(lián)單元在配電網(wǎng)發(fā)生短時(shí)電壓浪涌或深度電壓跌落時(shí)的補(bǔ)償效果,本文研究了基于自適應(yīng)三角載波的電壓跟蹤控制策略,同時(shí)通過UPQC串聯(lián)單元對直流側(cè)電容進(jìn)行均壓控制。為減小主從控制結(jié)構(gòu)中微網(wǎng)運(yùn)行方式切換時(shí)引起的暫態(tài)電壓和電流沖擊,本文研究了具有主電源和電能質(zhì)量治理雙重功能的UPQC并聯(lián)單元平滑切換控制策略和并網(wǎng)預(yù)同步控制策略,通過在同一個(gè)電流環(huán)增量式PI調(diào)節(jié)器中加入指令值補(bǔ)償策略,保證了切換前后電流指令值的連續(xù)性,提出以調(diào)節(jié)基準(zhǔn)相位為目標(biāo)的并網(wǎng)相位預(yù)同步控制,以實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)平滑并網(wǎng)。為平抑微網(wǎng)功率波動(dòng),改善PCC點(diǎn)電壓質(zhì)量,本文分別研究了混合儲(chǔ)能單元兩個(gè)雙向DC/DC變換器的雙環(huán)控制策略,根據(jù)超級電容和蓄電池的不同特點(diǎn),設(shè)計(jì)了既能發(fā)揮儲(chǔ)能元件各自優(yōu)勢,又能控制儲(chǔ)能元件運(yùn)行在安全區(qū)間的混合儲(chǔ)能單元能量管理方法,以延長儲(chǔ)能元件使用壽命,提高平抑效果。為驗(yàn)證本文所述控制策略的有效性,在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建仿真模型,設(shè)置不同工況,分別從改善微網(wǎng)電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)和實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)運(yùn)行方式平滑切換四個(gè)方面進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,本文所采用的基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量多目標(biāo)控制策略的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：微網(wǎng) 電能質(zhì)量 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器 儲(chǔ)能 多目標(biāo)控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1、課題研究的意義和背景9
• 1.2、微網(wǎng)電能質(zhì)量問題研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1、外部配電網(wǎng)對微網(wǎng)電能質(zhì)量影響分析10
• 1.2.2、微網(wǎng)內(nèi)部電能質(zhì)量問題產(chǎn)生原因分析10-11
• 1.3、微網(wǎng)電能質(zhì)量治理措施研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1、微網(wǎng)電能質(zhì)量主動(dòng)治理措施研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2、微網(wǎng)電能質(zhì)量被動(dòng)治理措施研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4、統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)及其在微網(wǎng)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.1、統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)研究現(xiàn)狀13
• 1.4.2、統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)在改善微網(wǎng)電能質(zhì)量中的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5、本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 基于UPQC的微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理16-24
• 2.1、微網(wǎng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)16
• 2.2、基于UPQC的微網(wǎng)結(jié)構(gòu)16-19
• 2.2.1、采用UPQC的微網(wǎng)結(jié)構(gòu)17
• 2.2.2、三相四線制UPQC結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2.3、UPQC直流側(cè)混合儲(chǔ)能單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-19
• 2.3、UPQC數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.3.1、UPQC串、并聯(lián)單元數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.3.2、UPQC混合儲(chǔ)能單元數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.4、基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的工作原理和控制目標(biāo)22-23
• 2.4.1、基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的工作原理22-23
• 2.4.2、基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的控制目標(biāo)23
• 2.5、本章小結(jié)23-24
• 第三章 UPQC指令信號檢測方法研究24-46
• 3.1、指令信號檢測方法概述24-25
• 3.1.1、基于傅里葉變換的檢測方法24
• 3.1.2、基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測方法24
• 3.1.3、基于Park變換的檢測方法24
• 3.1.4、基于Fryze時(shí)域分析的檢測方法24-25
• 3.1.5、基于自適應(yīng)濾波的檢測方法25
• 3.1.6、基于諧振控制的檢測方法25
• 3.2、無鎖相環(huán)的指令電壓檢測方法25-30
• 3.2.1、基于Park變換的指令電壓檢測法26-28
• 3.2.2、基于諧振控制的指令電壓檢測法28-30
• 3.3、基于自適應(yīng)預(yù)測的畸變指令電流檢測方法30-35
• 3.3.1、基于LMS的自適應(yīng)預(yù)測算法30-32
• 3.3.2、基于自適應(yīng)預(yù)測的分次補(bǔ)償畸變指令電流檢測法32-34
• 3.3.3、基于自適應(yīng)預(yù)測的全補(bǔ)償畸變指令電流檢測法34-35
• 3.4、基于瞬時(shí)功率理論的功率波動(dòng)指令電流檢測方法35-38
• 3.4.1、間歇性DG對微網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響機(jī)理35-36
• 3.4.2、基于瞬時(shí)功率理論的功率波動(dòng)指令電流檢測法36-38
• 3.5、UPQC指令信號檢測方法仿真研究38-45
• 3.5.1、指令電壓檢測方法仿真研究38-42
• 3.5.2、畸變指令電流檢測方法仿真研究42-45
• 3.6、本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的多目標(biāo)控制策略研究46-63
• 4.1、UPQC串聯(lián)單元控制策略研究46-50
• 4.1.1、指令信號跟蹤控制策略概述46-47
• 4.1.2、基于自適應(yīng)三角載波的電壓跟蹤控制策略47-49
• 4.1.3、直流側(cè)電容均壓控制策略49-50
• 4.2、UPQC并聯(lián)單元控制策略研究50-56
• 4.2.1、UPQC并聯(lián)單元工作模式50-52
• 4.2.2、UPQC并聯(lián)單元工作模式平滑切換控制策略52-54
• 4.2.3、UPQC并聯(lián)單元并網(wǎng)預(yù)同步控制策略54-56
• 4.3、UPQC混合儲(chǔ)能單元控制策略研究56-62
• 4.3.1、UPQC混合儲(chǔ)能單元雙向DC/DC變換器控制策略56-59
• 4.3.2、UPQC混合儲(chǔ)能單元能量管理方法59-62
• 4.4、本章小結(jié)62-63
• 第五章 基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的多目控制策略仿真研究63-76
• 5.1、基于UPQC的微網(wǎng)仿真模型63-64
• 5.2、改善微網(wǎng)電壓質(zhì)量仿真研究64-67
• 5.2.1、配電網(wǎng)電壓發(fā)生對稱性的三相驟升或跌落64-65
• 5.2.2、配電網(wǎng)電壓發(fā)生非對稱性的單相驟升或跌落65-66
• 5.2.3、配電網(wǎng)電壓出現(xiàn)三相不平衡或含有諧波分量66-67
• 5.3、改善微網(wǎng)電流質(zhì)量仿真研究67-69
• 5.3.1、微網(wǎng)含有非線性負(fù)載67-69
• 5.3.2、微網(wǎng)含有不平衡負(fù)載、無功負(fù)載69
• 5.4、平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)仿真研究69-72
• 5.4.1、微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行70-71
• 5.4.2、微網(wǎng)孤島運(yùn)行71-72
• 5.5、微網(wǎng)運(yùn)行方式平滑切換仿真研究72-75
• 5.5.1、微網(wǎng)由并網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)為孤島運(yùn)行72-74
• 5.5.2、微網(wǎng)由孤島運(yùn)行轉(zhuǎn)為并網(wǎng)運(yùn)行74-75
• 5.6、本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1、本文工作總結(jié)76-77
• 6.2、下一步工作展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及專利目錄83

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10 歐陽，

本文編號：963985