基于模型预测控制的多逆变器并联谐振抑制策略研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luckycpw
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
随着新能源技术的快速发展,风力、光伏发电等一系列分布式发电已成为当今电网的重要组成部分,由于上述发电方式需要通过逆变器将直流电转变为交流电进行并网,而逆变器具有非线性特性,从而导致输出电流存在较多谐波。为了抑制谐波,通常在逆变器侧采用滤波器。LCL型滤波器因其体积小、重量轻以及较强的高频谐波衰减能力等优势被广泛应用。但是由于LCL滤波器作为一个三阶系统具有低阻尼特性,其本身存在着固有谐振,在逆变器并联系统中容易引发全局谐振,所以如何抑制多逆变器并联系统中的谐振问题已成为当今电力电子研究领域的一大热点。本文针对当多逆变器并联并网时,逆变器输出的电流会存在谐波,且LCL滤波器存在着固有谐振,当逆变器并联运行时,有可能造成逆变器并联系统发生全局谐振,使得电网端输出电流THD增加,如果对逆变器并联系统的谐振和谐波处理不恰当,将无法满足逆变器并网标准。本文首先由逆变器本身特性出发,对逆变器端的元件参数进行设计。在逆变器系统设计中,交流侧滤波器的参数设计十分重要,LCL型滤波器在逆变器交流侧代替L和LC型滤波器已成为逆变器并网的趋势。在参数设计中,首先对LCL中每个参数所影响的方面入手,根据LCL滤波器设计的主要限制条件和所选取的逆变器系统的各项指标确定LCL各项参数。研究多逆变器并联系统存在的谐振特性,首先建立单台LCL型并网逆变器的数学模型,结合相应的控制框图对逆变器作诺顿等效,将逆变器简化等效为受控电流源与输出导纳并联的形式,最终可以得到多逆变器并联的等效诺顿模型。通过绘制系统开环传递函数的幅频特性曲线直观地反映在不同运行状态下,谐振频率随逆变器台数增加的变化趋势,并对上述谐振机理加以仿真验证。为之后多台逆变器并联谐振抑制控制策略设计提供了理论基础和依据。针对在多逆变器并联系统中存在的谐振,将有源阻尼与模型预测控制策略相结合,分别在谐波频域和低频域进行设计,这样既可以抑制谐振,增加系统整体的稳定性;又可以改善输出电流波形,降低谐波畸变率。模型预测控制的原理是通过对输出电流的下一时刻进行预测,使电流能够及时跟踪参考值的变化,在每个采样周期内将8个电压矢量滚动代入到所设计的价值函数中,根据价值函数的值判断下一时刻所需要输出的电压矢量。有源阻尼方案是将电容电压高频分量比例负反馈,其效果相当于在谐波频域内电容并联电阻,从而提高了LCL三阶系统的阻尼,抑制了系统谐振。针对进一步降低THD和抑制谐振的目标,在原有算法基础上不断优化改进,使并网电流THD进一步降低,谐振抑制进一步加强。最终通过仿真和实验验证上述控制策略的动静态性能以及鲁棒性。
其他文献
氢气具有来源广泛、零污染和能量密度高等优点,氢能被认为是“21世纪的终极能源”。发展质子交换膜燃料电池有助于高效利用氢能,但目前质子交换膜燃料电池商业化主要受困于其高昂的催化剂成本以及缓慢的阴极氧还原反应。本文主要介绍了质子交换膜燃料电池的发展现状、阴极氧还原反应催化剂的活性机理、稳定性增强机制以及研究现状,探究了低Pt载量、高活性和高耐久性Pt基催化剂的制备工艺,揭示了催化剂性能提高的机理。首先
锌离子电池由于含量高、安全性好、价格低廉等优点,逐渐成为一种新型的、最有前途的二次储能系统,近年来受到了人们的广泛关注。由于电致变色器件与锌离子电池相似的器件结构和工作原理,可将二者进行集成制备出变色锌离子电池,通过颜色变化对电池容量进行实时监测。在锌离子电池和电致变色器件的工作过程中,电极材料对二者的性能起决定性作用,因此对电极材料的研究至关重要。钒氧化物的大孔道晶体结构,可以为离子的传输提供快
目前常见商业化正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)及磷酸铁锂(LiFePO4),而钒氧化物如五氧化二钒(V2O5)可以嵌入/脱出多个锂离子,释放较高的理论容量,也一直被锂离子电池(LIB)行业广泛关注。由VO5构成的金字塔层组成的五氧化二钒中独特的层状结构,这为锂离子的嵌入/脱出提供了巨大空间。但是,α-V2O5本身较差的结构稳定性导致其循环稳定性较差。此外,电子电导率低、离
电流量检测是重要的电测技术之一,电流检测分为直流、交流、脉冲电流检测等。近年来随着科学技术的发展,脉冲电流检测在国防、能源、工业领域具有越来越广泛应用。由于脉冲电流的频率成分复杂、脉冲峰值高、波形不确定性大,因此脉冲电流检测存在诸多技术不足,是电测领域的热门课题。目前电流脉冲的检测设备有分流器、互感器、霍尔元件、光纤传感器、罗氏线圈等,罗氏线圈由于其线性度好、响应频率范围宽、对被测电路影响小、不易
随着社会发展及MMC柔性直流输电工程的大规模投运,新兴的MMC项目在其漫长的输电走廊附近地区有潜在的电力需求。在上述背景下,三相串联MMC相较于并联MMC可大大降低接入点的建设成本和占地面积,十分适合作为功率分支站。本文为了进一步探讨串联MMC在实际工程中的可行性,对其小信号动态特性进行研究,并分析其与电网互联时的稳定性问题;同时,串联拓扑的可行性及其在故障条件下的运行性能也有待实验验证。本文以串
一、2019年之前全国卷怎么考(一)总体考查形式改革类试题的分值固定为15分,一般以文字材料题形式出现,阅读量适中,多考查教材外的改革,"改革"的概念有所扩大,一些比较冷门的改良措施也被纳入考查范围。从以往全国卷考查的知识点来看,除2013年全国卷Ⅰ考查清末新政与戊戌变法,涉及一定的教材内容
期刊
面向超净排放和深度节能需求,我国工业层燃锅炉正在推进污染物减排及余热回收改造,但目前缺乏适合中国国情且经济合理的技术路线评价研究,需要针对锅炉能效与污染物排放的协调问题给出科学的系统评价方法。本文调研、分析了现有锅炉大气污染物治理技术路线,通过现场实验和工程设计计算研究层燃炉炉内低氮燃烧与效率、炉内大气污染物控制与尾部烟气治理匹配及低温烟气余热回收的关键问题,建立综合考虑经济性及能耗的层燃炉系统评
近年来,风电和光伏等分布式新能源在配电网中的渗透率稳步提升。新能源的不确定性给配电网规划带来了挑战。而电动汽车等新型负荷的大量接入也使配电网变得越来越复杂。电动汽车充电负荷的接入给配电网带来了用电晚高峰负荷攀升、电压水平降低等一系列问题。配电网规划中,如何提高经济效益、减少峰谷差、维持电压水平成为了含新能源配电网亟需解决的问题。首先,配电网接入的新能源有随机性、间歇性的出力特点。而多个新能源联合出
新能源是中国加快孵化和发展的战略性新兴产业之一。随着能源结构改革的不断深入,风电并网容量不断增加,电动汽车规模也逐渐扩大,新能源成为智能电网的重要组成部分。然而,这也给电网稳定运行带来影响,如何消纳夜晚弃风和引导用户有序用电成为热点问题。本文基于深度学习方法的负荷预测结果,以消纳风电为目标,提出考虑用户需求响应的分时电价策略并进行场景应用,实现电动汽车充电优化调度。首先,研究基于深度学习的电力负荷
综合能源系统集成了冷、热、电、气多能流网络,可实现能量的梯级利用,实现多能源网络间的耦合和互补,在降低能耗,节约成本,环境保护方面具有显著优势。在综合能源的大力发展背景下,综合能源系统规划的计算结果和决策方案直接影响着综合能源的优势体现和应用发展。因此,展开综合能源系统规划的研究,合理规划系统中设备的类型和容量,对发挥综合能源系统的在经济、环保和能效方面的优势有重要意义。基于目前综合能源系统规划的