考虑电网不对称及谐波的并网逆变系统控制技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a683999700
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
作为解决全球范围内能源紧缺与环境日益恶化的有效途径,分布式可再生能源并网逆变技术获得广泛关注。在实际公共电网中,普遍存在谐波与不对称等问题,导致并网逆变系统的输出电流波形质量下降,进而会向公共电网注入谐波干扰甚至进一步加剧电网的不对称。随着接入公共电网的并网逆变系统的规模不断增大,上述影响将越发显著。因此,并网逆变系统在接入具有非理想特性的公共电网时如何实现高性能并网电流的波形控制,进而降低对公共电网的影响成为当前热门的研究课题。本文通过提出新型锁相环技术以及先进的并网电流控制策略,以期实现上述目标,在推进可再生能源并网发电系统的规模化利用方面提供技术支撑。  首先,本文建立了理想电网电压条件下以及考虑包含低次谐波和电网不对称两种非理想条件下的三相并网逆变系统的数学模型。根据叠加定理,将低次谐波与负序分量看作扰动分量,因此滤除谐波分量与单独控制正负序分量即为系统需要达到的控制目标。分析了上述非理想电网条件对传统三相增强型锁相环(3-phase Enhanced Phase Locked Loop-3EPLL)与基于矢量控制技术的电流控制策略的影响并进行了仿真验证。证明了无论是传统锁相环以及电流控制策略均无法在两种非理想情况下达到预期目标的结论。以上分析,为之后提出高性能的控制策略打下了理论基础。  其次,根据传统3EPLL存在的问题,本文提出一种基于信号延时相消(Delayed-Signal Cancellation-DSC)的两相静止坐标系下三相增强型锁相环,利用成本函数与梯度下降法,得到锁相环各部分的微分方程,根据微分方程设计整体结构框图,给出稳定性分析与参数设计方法。进一步,为了消除网侧不对称,谐波以及直流偏移对锁相环性能的影响,在所提出的新型锁相环中加入DSC模块,并给出了详细的原理分析与设计过程。所提出的锁相环与传统3EPLL相比,在减少了计算量的同时,还具有能够消除上述非理想特性对锁相性能的影响等优点。在MATLAB/SIMULINK软件下对所提出的锁相环进行了详细的仿真研究,验证了上述分析,并且所提出的锁相环具有良好的动态响应。  再次,本文提出了基于Goertzel滤波器的双旋转坐标系下的并网电流矢量控制策略,同时消除公共电网谐波与电网不对称对并网电流的影响。分析了基于1/4电网周期延迟解耦+双旋转坐标系下PI控制器的电流控制策略消除电网负序分量的原理以及电网低次谐波对其影响。结果表明,正负序电流分量上只含有4n次周期扰动。利用该特性,在正负坐标系的PI控制器之前均加入Goertzel滤波器,通过合理选择其滤波系数,消除电网谐波对并网电流的影响。在MATLAB/SIMULINK软件环境下搭建了仿真模型,并进行了详细的仿真研究。  最后,搭建了基于DSP TMS320F28335控制核心的三相并网系统的实验平台,对逆变器系统软硬件进行了详细的设计,给出了相关的硬件电路及关键元器件的选取原则,编写了相应的软件程序并给出了详细的软件流程。在上述实验平台的基础上,对所提出的锁相环算法和并网电流控制策略在非理想电网条件下进行了详细的实验研究。实验结果表明,所提出的并网逆变系统在电网包含上述非理想特性的情况下仍然实现了电网信息的准确估计以及并网电流的高性能控制,并具有良好的动态响应,证明了所提出的上述算法的正确性和可行性。
其他文献
10月30日至11月2日,一年一度的北京国际金融博览会在北京展览馆举行。本届展会通过论坛、展览、洽谈、参观、互动等多内容相融合的方式,展示了“金融业改革与创新”、“金融
随着风力发电事业的蓬勃发展,风力发电技术已经成为世界各国研究的热点。在不具备风场环境的实验条件下研究风力发电技术,只能做到理论分析和计算机仿真,而较为重要的实验环
课外阅读是相对于教科书学习而言的读书活动,能够开拓学生的思维,提高素质教育的质量,锻炼学生的写作能力,对学生的综合发展都有非常重要的意义和作用.对于语文这样的语言性
期刊
精确的电流测量技术是从事电气学科研究和应用的基础。在脉冲强磁场装置中如何精确测量上万安培脉冲大电流对于装置安全稳定运行、脉冲磁场波形的控制和脉冲磁体等核心装置的
在阻燃材料研究领域中,研究开发高效、无毒、低烟、高性能价格比、适于工业化生产的无机无卤阻燃剂,是学术界和工业技术界的前沿课题,受到人们极大的关注.在1999年,阻燃剂及
由于近年来,电压失稳或崩溃事故的不断出现,使电压稳定性问题的研究受到了高度重视.同时,电压稳定研究特别是在静态电压稳定领域,在近年来也获得了很大的进展.该文在总结前人
对露天矿剥采进度优化研究的现状做了概括,对国内外有代表性的研究方法及数学模型(整数规划、目标规划、动态规划、系统模型法等)进行介绍与评价,并对该领域研究发展趋势(如人工智
细节描写是写作的基本技法之一,很多时候必不可少.本文通过对课本中一些精彩的细节描写的举例分析,试图帮助学生增强细节描写的意识和提高细节描写的能力,从而提高他们的写作
期刊
“插入性”描写是作文的重要技法之一,合理运用会给文章增色不少.人教版高中语文课本中有许多精彩的“插入性”描写,此类文字虽往往寥寥几句,朴实无华,甚至很多看似闲笔,其实
期刊
In order to decrease the solubility of PbSO4 and enhance lead recovery from PbSO4 bearing wastes, CO was employed as a reductant to transform PbSO4 into PbS. Re