微網(wǎng)逆變器并聯(lián)及電能質(zhì)量主動(dòng)控制方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、微網(wǎng)是協(xié)調(diào)分布式發(fā)電與大電網(wǎng)矛盾,提高分布式發(fā)電供能效益的有效方式。它具有聯(lián)網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式,能提高負(fù)荷的供電可靠性。微網(wǎng)內(nèi)部的分布式電源和能量存儲大部分采用逆變器作為接口電路,微網(wǎng)逆變器是微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,其與電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置相類似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及靈活多樣的控制策略為微網(wǎng)的電能質(zhì)量控制提供了便捷途徑。研究微網(wǎng)逆變器在不同運(yùn)行環(huán)境下的并聯(lián)控制策略及電能質(zhì)量主動(dòng)控制方法,不僅能主動(dòng)保障微網(wǎng)逆變器自身的安全可靠運(yùn)行,還能主動(dòng)改善微網(wǎng)

2、的電能質(zhì)量,對于構(gòu)建高電能質(zhì)量、高可靠性的微網(wǎng)具有極其重要的理論研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
  本文在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(51237003)“微網(wǎng)多逆變器并聯(lián)及電能質(zhì)量控制方法研究”和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51477045)“含微源的典型用電負(fù)荷電能質(zhì)量發(fā)射特性研究”資助下,對微網(wǎng)逆變器的功率分配控制、微網(wǎng)逆變器在諧波環(huán)境以及不平衡環(huán)境下的并聯(lián)控制策略及電能質(zhì)量的主動(dòng)控制方法進(jìn)行研究,主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在:
  (1)

3、在討論線路阻抗差異對傳統(tǒng)下垂控制功率分配效果影響的基礎(chǔ)上,提出一種可以改善逆變器的并機(jī)過程,實(shí)現(xiàn)逆變器功率精確分配的改進(jìn)魯棒下垂多環(huán)控制方法,包括功率外環(huán)和電壓電流雙環(huán)兩部分。在電壓電流雙環(huán)設(shè)計(jì)中,提出考慮負(fù)載影響的控制器參數(shù)設(shè)計(jì)方法,抑制負(fù)載變化對電容電流內(nèi)環(huán)跟蹤性能的不利影響。在功率外環(huán)設(shè)計(jì)中,提出一種改進(jìn)的魯棒下垂控制方法,與常規(guī)魯棒下垂控制相比,改進(jìn)的魯棒下垂控制可以減小并機(jī)沖擊電流,加快并機(jī)過渡過程,且不影響功率的精確分配效果

4、。
  (2)為改善大連線阻抗環(huán)境下微網(wǎng)的電能質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高精度的功率分配和環(huán)流抑制,提出一種直接控制安裝點(diǎn)電壓的逆變器并聯(lián)運(yùn)行控制方法。所提方法不需要測量物理連線阻抗大小,可以將大連線阻抗問題轉(zhuǎn)換成小連線阻抗問題,削弱傳統(tǒng)意義上的連線阻抗對環(huán)流抑制和微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的不利影響。仿真和實(shí)驗(yàn)表明,該方法能改善大連線阻抗環(huán)境下負(fù)荷電流分配精度,提高微網(wǎng)母線的電能質(zhì)量水平。
  (3)推導(dǎo)了同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下控制器到靜止坐標(biāo)系的通用等

5、效變換模型,所推導(dǎo)的等效變換模型能夠真實(shí)反映不同頻率輸入信號在靜止坐標(biāo)系下的輸出控制表現(xiàn),可為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下控制器到靜止坐標(biāo)系的建模和頻域分析提供理論支撐。提出一種不需要正負(fù)序分量分離的不平衡電壓補(bǔ)償策略,通過分別控制逆變器的正負(fù)序輸出阻抗,實(shí)現(xiàn)提高正序功率分配效果、補(bǔ)償公共母線負(fù)序電壓和抑制負(fù)序環(huán)流的控制目的。
  (4)提出一種可根據(jù)逆變器輸出容量情況,靈活選擇運(yùn)行模式的主動(dòng)諧波控制策略。主動(dòng)諧波控制策略可抑制諧波擾動(dòng)對并網(wǎng)

6、逆變器網(wǎng)側(cè)輸出電流的負(fù)面影響,并且在不需要諧波檢測的前提下,實(shí)現(xiàn)本地諧波電流的有效補(bǔ)償。通過控制系統(tǒng)建模和頻域分析證實(shí)所提策略的控制表現(xiàn),仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提策略的有效性。
  (5)推導(dǎo)了不平衡電壓環(huán)境下并網(wǎng)逆變器輸出功率無波動(dòng)和輸出電流對稱正弦之間的內(nèi)在聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上,提出一種靜止坐標(biāo)系下的功率/電流質(zhì)量協(xié)調(diào)控制策略,采用瞬時(shí)電壓直接計(jì)算電流參考指令,通過改變電流指令系數(shù)實(shí)現(xiàn)逆變器輸出功率波動(dòng)和電流質(zhì)量間的靈活控制。所提策略

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