带恒功率负载的并联源变换器稳定性分析与提高方法

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qpzm007
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
太阳能、风能等形式的新能源凭借其环境友好的特点,广泛应用在微电网中。在直流微网中,电力电子变换器既可以作为各微源与直流母线的接口,又可以作为微源与负载的接口,具有非常重要的作用。对于多微源直流微网,各源变换器多为并联连接。并联系统中,即使单独设计的各变换器都能够独立稳定运行,多变换器并联后由于变换器间的相互作用,系统也可能会变得不稳定。直流微网中存在大量呈负阻抗特性的恒功率负载,其负阻抗特性会使直流微网的稳定性变差。因此,可以通过采取有源阻尼补偿等方法增加系统的功率界限,消除恒功率负载带来的不良影响。本文首先对恒功率负载和并联源变换器进行小信号建模分析,在此基础上分别提出并联有源阻尼补偿方法和串联虚拟负电感的补偿方法,维持直流母线电压稳定。根据稳定性判据,合理选择虚拟电容和虚拟负电感的参数,在不影响源变换器闭环动态性能的条件下提高直流微网系统的稳定性。然后,将提出的两种补偿方法分别应用于基于下垂控制和主从控制的并联源变换器中,进行小信号建模。并且,讨论了在不同位置、不同控制方式下接入补偿对并联源变换器补偿效果的影响。为分析不同补偿方法对功率界限提高的效果,本文利用Lyapunov特征值法对带有恒功率负载的直流微网进行稳定性估计,根据Jacobian矩阵得到特征值轨迹图,从而确定系统的功率界限估计值。本文首先从工作原理、小信号建模、控制策略等角度对变换器进行分析,通过Matlab/Simulink仿真,得到所述模型的功率界限的仿真值,经比较与上述估计值相近。其次,通过对比补偿前后功率界限值,验证了两种补偿方法均可以提高功率界限、提升稳定性。进一步通过仿真验证了上述两种补偿方法在下垂/主从控制的并联变换器系统中均可以起到补偿效果,提高并联源变换器系统的功率界限。最后,通过RTLAB硬件在环实验对比同一功率值下接入补偿前后,母线电压能否稳定,从而验证补偿方法的有效性,并通过半实物仿真得到系统功率界限实际值。
其他文献
我国从1999年起逐渐步入老龄社会。十九大报告还提到,要解决人口老龄化问题,发展老年人社会保障。面对日益严峻的人口老龄化状况,使全体老人老有依靠、老有所养,是我们这个时代需要认真思考和探讨的重要问题。在城市化不断发展的背景下,农村空巢老人也逐渐增多,许多失能半失能老人也更能接受居家养老的方式,但目前农村居家养老还存在不少问题,如何去进一步改进,实现良好运转,这对于减轻农村养老压力有很大作用。本文以
学位
随着海上风电场超大规模化、向深远海发展的趋势,传统交流输电无功补偿、线缆成本高的问题已日益凸显。多端柔性直流输电因其具有无需无功补偿、线缆成本低、调度更经济优化、多点供受电更可靠等优势,成为更具前景的海上风电输电并网方式。在基于模块化多电平变流器的多端柔直系统(MMC-MTDC)中,并网MMC负责交直流系统的功率交换,并维持直流系统的电压稳定和功率的精准分配。因此,研究适合并网MMC的先进控制策略
学位
随着特高压输电工程的不断建设和投运,我国华东、华中等负荷中心已呈现出1000/500kV电磁环网和多直流馈入的新特征。在满足受端系统用电需求的同时,也给电力系统运行的安全稳定性带来极大挑战。特高压交流网架结构的不断成熟和承载潮流的逐渐增加,使电磁环网带来的系统短路电流水平超标问题愈发凸显,潮流转移主导的连锁故障风险也逐渐增加。另一方面,多直流密集馈入带来了一种新的连锁故障模式,即直流系统连锁换相失
学位
随着电网规模扩大和变电站数量增多,对电力设备的防火安全性提出了更高的要求。由于施工原因或环境因素使得沟道电缆火灾事故频发,造成了严重经济损失。变电站内高压电缆沟道环境的封闭性强,难以从沟道外面判断电缆火灾早期发展状况,不易判断着火点位置。所以,本文研究了变电站内高压电缆沟道电缆火灾温度蔓延规律,进而提出基于顶棚温度分布的着火点辨识方法,为电缆沟道火灾监测提供一种手段。本文对沟道电缆敷设方式、火灾起
学位
在电-气-热综合能源系统中,各能源网络之间的耦合程度越来越高,既给综合能源系统的统一建模带来了挑战,也给系统的优化运行带来了一定的灵活性资源。相比于电力流的传输速度很快、惯性很小、电能不易存储,天然气流与热力流传输速度则很慢、惯性较大、能量可以存储,利用电、气、热能源间的互补耦合特性进行协调优化,能够提高系统运行的灵活性。因此,如何建立有效、低复杂度的网络动态模型,并将其动态特性纳入综合能源系统优
学位
大气压冷等离子体(Cold Atmospheric Plasma,CAP)凭借其安全高效,无毒无残留、温度接近室温等优势,被广泛应用于等离子体杀菌消毒方面,尤其是在医疗器械的杀菌消毒上有广阔的应用前景。现有实验证明等离子体中活性粒子在致病菌的杀灭中起重要作用,然而由于现有观测手段的不足,难以从微观角度去探究等离子体对于致病菌具体组成结构的作用机制,等离子体是如何使得细胞死亡的具体机理尚不明确。因此
学位
校园欺凌频频发生,影响着众多学生的身心健康。校园欺凌的防范与应对对保障学生获得更优质的教育环境具有重要意义,但校园欺凌事件的责任主体复杂多元,因此强化责任分担机制,促进多元主体参与,进一步完善相关政策制度,制定针对性法律法规,实现校园欺凌的综合治理和协同治理是校园欺凌防控的重要方向。本研究对学生、教师、家长进行校园欺凌责任归因感知的调查,涉及4类(言语欺凌、肢体欺凌、关系欺凌、网络欺凌)校园欺凌类
学位
混合级联直流电网是我国提高区域能源电力互济互保,提升清洁低碳能源优化配置水平,实现“碳达峰”“碳中和”目标的特高压输电新技术。混合级联直流电网最显著的特点是其集成了常规特高压直流输电(LCC-HVDC)大容量、远距离、低损耗、高可靠性的优势和基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)控制灵活、适应性强、电压动态支撑能力强的优势,显著提升了受端电网接受区外来电的安全性与灵活性,实现了远
学位
伴随工业负荷发展规模的不断扩大与电力电子装置接入量的迅速增长,非线性负荷在电力系统总负荷中的占比逐步提高,使电网总谐波畸变率显著上升,严重的谐波污染给电力系统的供电质量带来了不可忽视的影响。以电弧炉(Electric Arc Furnace,EAF)为代表的冲击性工业负荷和以电动汽车(Electric Vehicle,EV)为代表的电力电子型居民负荷,两类典型谐波扰动源的谐波产生机理各异,引入的谐
学位
背景癫痫(epilepsy,EP)是一种慢性神经系统疾病,以反复性、刻板性的神经功能障碍为特征。因其存在病程长、症状反复、药物治疗效果差等特点,导致癫痫患者的生活质量远低于普通人群。尽管世界范围内的癫痫的发病率女性略低于男性,但受社会歧视、传统观念等多种客观因素的影响,女性癫痫患者更易合并焦虑、抑郁等障碍,且复发率高于男性。特别是育龄期女性,由于激素水平以及妊娠等因素,易诱导癫痫持续状态及耐药性的
学位