T型三电平光伏并网逆变器及其并联系统的电流控制策略研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xin3020abc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了应对能源危机和环境污染,降低碳排放,我国提出了“碳达峰·碳中和”战略目标。在能源领域,可再生能源发电技术代替传统煤炭发电是实现“双碳”目标的必经之路,光伏发电系统因其清洁能源属性,成为实现“双碳”目标的重要手段。为此,本文以T型三电平光伏并网逆变器为研究对象,解决并网逆变器的并网电流控制、零序环流抑制、自适应谐振抑制等关键技术问题,达到光伏并网逆变器“高效率、模块化、低并网电流谐波、强自适应能力”等性能要求,为进一步推动光伏发电技术进步打下坚实的理论基础。论文的主要研究内容如下:首先,分析了现有三相光伏逆变器并网电流控制策略的优缺点,针对现有电流控制策略的并网电流控制算法与LCL滤波器谐振抑制算法的单独处理,导致整个控制算法较为复杂、计算量较大等问题,本文提出一种基于双分解-求和(Dual-Division-Summation,D-D-Σ)算法、并网电流控制和谐振抑制一体化的LCL型三相T型三电平逆变器并网电流控制策略。通过对LCL滤波器的两侧电感同时采用电流分解及求和的过程,推导出兼顾并网电流跟踪以及LCL滤波器谐振峰抑制的占空比表达式。所提出的基于D-D-Σ算法的并网电流控制方法具有各相独立控制、同时兼顾并网电流跟踪和谐振抑制、计算量较小、动态响应速度快等优点。通过实验验证了基于D-D-Σ算法的LCL型三相T型三电平并网逆变器并网电流控制策略的有效性。其次,弱电网的短路比低,电网阻抗不可忽略,且随负荷波动而变化,电网阻抗的变化以及滤波电感的精度都会影响谐振频率的偏移,但滤波电感的精度问题往往被忽略。针对此,本文提出一种基于D-D-Σ电流控制的弱电网下LCL型单台T型三电平并网逆变器自适应谐振抑制策略,同时兼顾滤波电感和电网阻抗变化带来的谐振频率偏移问题。所提出的自适应谐振抑制策略利用一种计算量较少的改进劳斯判据得到满足稳定性要求的控制增益范围,结果表明控制增益的范围与滤波电感以及电网阻抗相关。因此,本文提出一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)全电感在线估计方法,同时估计出滤波电感和电网阻抗的变化量。通过实验验证了基于D-D-Σ算法的弱电网下LCL型单台T型三电平并网逆变器自适应谐振抑制策略的可行性。再者,单台并网逆变器不满足发电容量时,多台模块化并网逆变器并联运行是提高光伏发电系统容量和发电效率的有效手段。针对弱光即低负载率下同容量并联并网逆变器系统的并网电流总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)较高、逆变器启停和功率突变等过程中的动态环流以及滤波电感精度对控制效果的影响等问题,本文提出一种混合功率型多台并联逆变器(Multiple Hybrid Power Parallel Inverters,MHPPIs)结构同时兼顾发电效率以及低负载率时并网电流THD。在此电路结构上提出一种基于虚拟阻抗的稳、动态零序环流抑制策略,引入模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,MRAS)对滤波电感进行实时在线估计来消除滤波电感精度对控制效果的影响。通过实验验证了MHPPIs电路结构、基于虚拟阻抗的零序环流抑制策略以及MRAS在线估计滤波电感参数的正确性。最后,假设光伏电站是以MHPPIs为单元的逆变器集群系统,此时可以将一个MHPPIs单元等效视为一台逆变器,当N个参数相同的逆变器单元并入公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)会导致逆变器单元的等效电网阻抗扩大N倍,会导致更加严重的谐振频率偏移问题。利用对数幅频特性曲线的导数函数,本文详细分析了弱电网下逆变器集群的谐振特性。针对等效阻抗扩大N倍后的谐振特性,提出一种基于D-D-Σ电流控制的弱电网下逆变器集群的谐振抑制策略,通过简易劳斯判据得到谐振抑制策略的控制增益,能够兼顾更宽范围的电网阻抗变化带来的谐振频率偏移问题。通过实验验证了基于DD-Σ电流控制的弱电网下逆变器集群的谐振抑制策略的有效性。综上所述,本文重点围绕单台逆变器并网电流控制策略、弱电网下自适应谐振抑制策略、MHPPIs电路结构下稳、动态零序环流抑制策略以及弱电网下逆变器集群的谐振抑制策略四方面展开了深入研究,取得了一些卓有成效的研究成果,为保障三相光伏并网逆变器并联系统的安全稳定运行和推进“双碳”目标提供了一定的理论支撑。
其他文献
教育目标是拔尖创新后备人才培养的指引,学生主体性是拔尖创新后备人才培养的主体因素,教师主体性是拔尖创新后备人才培养的主导因素,良好的教育环境是拔尖创新后备人才培养的条件。然而,在现实中,基础教育偏离培养拔尖创新后备人才的目标;学生在学校教育教学过程中作为被动学习者的现象依旧存在;教师在学校教育教学过程中居于被动者的地位;教育环境不利于拔尖创新后备人才脱颖而出。拔尖创新后备人才的培养策略,应将以下几
期刊
统编语文教材五年级上册第四单元教学目标为“结合资料,体会课文表达的思想感情”,该目标给课文教学提出了全新的要求。如何正确引导学生搜集资料、如何有效运用资料,这是达成该目标的关键之处。教学《圆明园的毁灭》一课时,教师从引导学生搜集资料、师生合作补充资料和巧用资料进行阅读训练这三个方面展开,使学生不仅理解文本的丰富内涵,而且获得阅读能力的全面发展。
期刊
随着人们生活水平、医疗保健意识的提升,医疗器械行业发展前景良好。融资效率是企业发展的核心,分析时代背景下融资效率的变动情况能够为企业未来发展和投资者进行投融资行为提供历史数据支持。本文通过收集2018—2020年医疗器材行业上市企业的财务数据,从总资产、资产负债率、营业成本三项投入指标及净资产增长率、资产周转率、营业收入和无形资产增长率四项产出指标出发,对原始数据进行描述分析,再通过对数据无量纲化
期刊
运用文献资料等方法,探究体教融合视角下学校体育竞赛赋能竞技体育后备人才培养的价值、困境,并提出策略。价值:扩大培养规模,缓解学训矛盾,促进全面发展,拓宽输送渠道。困境:创新引领羸弱导致竞赛育人落后,协调联动阻滞诱发系统共育失调,绿色发展缺失致使人才培养受阻,开放融通不足引起育人力量分散,共建共享缺乏造成人才反哺困难。策略:激活创新引领功能,构建竞赛育人态势;发挥协同联动效应,筑牢共育竞赛体系;优化
期刊
腹腔镜手术全程使用高频电刀、超声刀等高能量电外科设备,这使得切割更为精准,止血也更加有效,很大程度上提高了手术的成功率,加快患者手术后的康复,但其副产物手术烟雾的产生对手术室医护人员及患者有潜在的健康危害,并且由于其隐匿性,临床工作者对这种危害的防范意识不强。本文就腹腔镜手术烟雾的组成、危害、相关影响因素及未来应用价值作一综述。
期刊
以《微观经济学》课程为例,采用问卷调查法,从学生对精准教学模式的认知情况和满意度2个维度开展了问卷调查,对精准教学模式的实践效果进行了分析,研究结果表明:基于大数据下的精准教学模式可以有效解决传统教学存在的弊端,能够实现课堂教学精准化推进,达到因材施教的目的,有效提高课堂教学效果。从精准教学内容设计、精准教学数据采集以及精准教学资源建设3个方面提出了精准教学模式实施的建议。
期刊
与中点箝位(Neutral Point Clamped,NPC)型三电平拓扑相比,有源中点箝位(Active Neutral Point Clamped,ANPC)型三电平结构凭借可优化开关器件损耗分布的优势,在大功率传动系统中应用优势更为明显。为降低开关损耗,大功率传动系统通常运行在较低开关频率条件下,此时多使用多模式分段调制策略来优化谐波。其中,同步空间矢量脉宽调制策略(Synchronous
学位
新能源发电并网技术可缓解传统能源带来的环境问题,受到广泛关注。T型三电平并网变换器作为新能源并网的关键设备,因其转换效率高、开关损耗均匀、容量大等优点被广泛应用于高电压和大功率并网场合。然而,T型三电平并网变换器在实际运行中会遇到电流传感器故障和参数依赖性强等问题,影响并网系统的稳定运行。此外,模型预测控制因动态响应快和易于实现多目标控制等优点被应用于新能源电力电子并网变换装置。针对电流传感器故障
学位
通过文献资料调研,梳理分析了英国、美国、俄罗斯竞技体育后备人才培养的共性经验,认为中国竞技体育后备人才培养可以从4个方面进行借鉴。1)在竞技体育后备人才培养的价值导向上,要完成从工具主义向人本主义的理念转变,不仅重视竞技体育“为国争光”的国家认同功能,还应重视其在丰富民众休闲文化生活、促进经济发展以及健全青少年意志品格上的多元功能。同时,协调好普及与提高的关系,既要重视精英运动员的培养,又要重视广
期刊
传统的外科学教学模式已无法满足当代医学生临床思维培养的要求,在“互联网+”时代与疫情背景下,线上教学模式被广泛关注。本文拟设计依托于网络平台的外科学课程的优质线上教学模式,以学生为中心,分三阶段进行进阶式教学。课堂外学生自主学习专业知识,课堂内着重培养学生知识应用能力,这不仅可以锻炼学生的自主学习能力,提高学生在课堂中的积极性与主动性,还可以培养其临床思维能力,促进知识内化,为临床实践和培养优质医
期刊