本文關(guān)鍵詞：波浪發(fā)電系統(tǒng)中的并聯(lián)逆變器電流魯棒控制

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【摘要】：海洋能是地球上分布最廣泛的可再生能源,海洋中的波浪、海流、潮汐、鹽度差等運(yùn)動(dòng)形式含有豐富的可利用能源。波浪能是海洋波浪的運(yùn)動(dòng)所含有的機(jī)械能,是海洋中能流密度最大,分布最廣泛的一種能量形式。波浪中所含有的高品質(zhì)的動(dòng)能和勢能,可以通過較小的裝置進(jìn)行捕獲,如果利用其發(fā)電可以提供可觀的廉價(jià)電能,實(shí)現(xiàn)其能量利用。因此,近年來波浪發(fā)電備受世界各沿海國家的重視,相應(yīng)各國的能源發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)確認(rèn)波浪發(fā)電是海洋能源開發(fā)利用的重要項(xiàng)目,是清潔無污染的可再生新能源的重要組成部分。隨著波浪發(fā)電技術(shù)的日趨成熟,為了實(shí)現(xiàn)波浪發(fā)電的規(guī)模化,陣列式波浪發(fā)電場的設(shè)計(jì)被提上了研究日程。其優(yōu)勢是能大大節(jié)省系統(tǒng)系泊、電力傳輸和設(shè)備維護(hù)的成本,能大規(guī)模利用波浪能進(jìn)行發(fā)電,對(duì)緩解能源緊張問題具有重要的理論和實(shí)際意義。需要對(duì)陣列式波浪發(fā)電場的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能、并網(wǎng)逆變各單元的控制方法以及波浪發(fā)電場的綜合控制策略進(jìn)行研究,以保證波浪發(fā)電場的穩(wěn)定高效運(yùn)行。本文針對(duì)陣列式波浪發(fā)電系統(tǒng)電氣部分進(jìn)行了深入研究,主要有以下幾個(gè)方面:(1)介紹了國內(nèi)外波浪能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展情況及研究現(xiàn)狀,列舉了幾種典型的波浪能發(fā)電裝置,分析了其工作原理和特點(diǎn),以及陣列式波浪發(fā)電的研究情況。(2)對(duì)陣列波浪發(fā)電場的電氣部分進(jìn)行了詳細(xì)研究。對(duì)陣列式波浪發(fā)電場的電氣控制進(jìn)行研究,總結(jié)出適合于陣列式波浪發(fā)電場的電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)浮子-永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)電單元的控制策略進(jìn)行詳細(xì)分析,得出適用于浮子-永磁同步發(fā)電機(jī)組成的波浪發(fā)電單元的控制策略,并進(jìn)行了建模仿真。將儲(chǔ)能系統(tǒng)用于穩(wěn)定直流母線電壓,選擇合適的控制策略,進(jìn)行了建模仿真。對(duì)逆變器并聯(lián)及并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行分類討論和分析,選擇合適的控制策略在仿真軟件中搭建模型,進(jìn)行了仿真。(3)對(duì)單相并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的魯棒控制方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)。將魯棒控制理論應(yīng)用于單相并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)中,在分析并聯(lián)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)和環(huán)流特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了單橋臂電流魯棒控制方法。采用基于H∞控制的結(jié)構(gòu)奇異值μ綜合方法,抑制各種不確定性的影響,使并網(wǎng)并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能得到提高,實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)電流的準(zhǔn)確控制和環(huán)流的抑制。同時(shí),計(jì)算出了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的不確定性的范圍,所設(shè)計(jì)的控制器在給定范圍內(nèi)能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。(4)構(gòu)建三相并網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的仿真模型,并應(yīng)用魯棒控制器作為內(nèi)環(huán)電流控制器進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果說明魯棒控制器應(yīng)用于三相系統(tǒng)也能夠抑制各種不確定性的影響,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流的準(zhǔn)確控制和環(huán)流的抑制。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P743.2;TM464

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