發(fā)布時間：2020-05-08 09:07

【摘要】：微電網(wǎng)可以實現(xiàn)各分布式電源(Distributed Generation,DG)高可靠性的工作,不僅可以解決數(shù)目龐大,類型多樣的DG并入電網(wǎng)問題,又可以促進大量微電源的接入,實現(xiàn)對負荷高可靠性地供能。其既能夠并網(wǎng)工作也可以運行在孤島模式。當微電網(wǎng)進入孤島運行模式時,本地負載功率需由各并聯(lián)逆變器均勻分配。因DG的地理位置受限,連接至公共交流母線的饋線阻抗不匹配,同時本地負載中含有大量的非線性負載,當采用傳統(tǒng)下垂控制時,并聯(lián)逆變器間會產(chǎn)生較大的基波環(huán)流和諧波環(huán)流,嚴重時將影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。此時,如何有效地抑制環(huán)流,均衡各逆變單元間的功率分配,使得并聯(lián)逆變器可靠運行是微電網(wǎng)運行控制中的重要問題,也是本文的研究重點。本文以低壓微電網(wǎng)中的組合式三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)作為研究對象,首先建立了該逆變器數(shù)學模型,簡要分析了并聯(lián)逆變器的控制策略,并分別從帶非線性負載運行的并聯(lián)逆變器在基波域和諧波域的等效模型入手,深入分析了并聯(lián)逆變器間的基波環(huán)流及諧波環(huán)流產(chǎn)生原因,得出微電網(wǎng)中各并聯(lián)逆變器連接至公共交流母線的饋線阻抗與其額定容量失配是導致系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流的主要原因。若在全頻域加入虛擬阻抗,隨著虛擬阻抗的增大,基波環(huán)流和諧波環(huán)流越來越小,但是公共交流母線電壓幅值會不斷降低,電壓質(zhì)量變差�；�于此,本文分別在基波域和諧波域設計了不同的功率均分策略:在基頻處采用基于積分環(huán)節(jié)的改進下垂控制器,通過引入的積分環(huán)節(jié)來解除饋線阻抗與有功功率的制衡關系,使得逆變器輸出有功功率的分配不受饋線阻抗差異的影響,從而實現(xiàn)按容量比分配基波有功功率;在諧波域引入了自適應虛擬諧波阻抗控制器,重塑系統(tǒng)在諧波域的等效阻抗以匹配饋線阻抗,動態(tài)調(diào)整諧波電流分配來有效地抑制諧波環(huán)流;基波域和諧波域各自產(chǎn)生的參考電壓疊加后經(jīng)電壓電流雙環(huán)獲得調(diào)制信號驅(qū)動逆變器的運轉(zhuǎn),最終可以實現(xiàn)并聯(lián)逆變器的基波功率和諧波功率均分,也保證了公共交流母線電壓的質(zhì)量。為了驗證文中所設計控制系統(tǒng)的有效性,在PSIM仿真平臺中建立了2臺組合式三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)仿真模型,并搭建了基于STM32F407ZG為控制芯片的2臺組合式三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)實驗平臺,對本文中提出的控制方法進行了仿真和實驗驗證,結(jié)果證明了本文設計的基波及諧波功率均分策略的有效性和可行性。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM464

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