柔性多状态开关直流侧电压波动的抑制策略研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gnbvbklvcbc
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
随着各类分布式电源如风能、太阳能等大量接入,配电网功率流动越来越复杂,电能质量问题越来越严重,其中电网三相不平衡情况尤为突出。柔性多状态开关作为一类新型的电力电子设备,拥有着灵活的潮流调控能力,为解决上述问题提供了新的契机。为此,本文以三端口柔性多状态开关为模型研究其直流侧电压控制策略,具体的研究内容包括:首先分析了三相平衡时柔性多状态开关的稳定工作原理,分别建立了其在三相静止abc坐标系和同步旋转dq坐标系下的数学模型,接着推导了三相不平衡时三端口瞬时功率关系和直流侧电压关系,得出了功率波动会导致直流侧电压波动的结论。研究了三种正负序分量的分离方法,为后续负序不平衡电流的补偿策略提供理论基础。以dq坐标系下的数学模型为基础,研究了三相平衡时的双闭环控制策略,其中外环包括UdcQ控制和PQ控制,采用“稳态逆模型”能有效解决模型中非线性耦合问题,内环引入电流反馈解耦和电压前馈补偿能有效消除电流耦合影响和电压扰动影响,具体分析了内外环控制中PI控制器的参数设计方法。三相不平衡时,针对常见单序双闭环控制无法对负序电流单独控制这一问题,设计了正负双序双闭环解耦控制策略,能够实现对负序电流的实时追踪并分别控制。将正向dq坐标系和反向dq坐标系中的变量转化为同一坐标系中,针对电网电压不平衡下柔性多状态开关直流侧电压波动的影响因素,提出了一种新的负序外环控制策略,该方法中引入谐振积分器实现负序电流的完全矢量控制,能够提高负序电流的补偿精度,达到对系统中负序电流的补偿,进而抑制直流侧电压波动。同时,在正序外环中引入了功率前馈环节能有效抑制直流侧电压暂态波动带来的影响;在Q环节中引入谐振滤波器能有效消除无功功率波动对外环的影响。针对传统PI控制器参数固定,对动态系统适应性差的缺陷,引入RBF神经网络并利用其智能辨识性能设计了RBF-PI自适应控制器,对d轴正负外环PI控制进行改进,该方法能够在线辨识获取梯度信息,基于该梯度信息对PI控制器的参数在线自适应调整,提升了控制系统的响应速度,减小了系统中干扰引起的超调量。最后在MATLAB/Simulink中搭建三端口柔性多状态开关仿真模型,针对多种不平衡工况进行仿真验证,实验结果表明了所提方案能有效抑制直流侧电压波动。
其他文献
单斜槽电机因其制造简便,服役性强被广泛应用于为工农业提供动力。近年来,为响应国家“十四五”的号召,进一步释放高效节能领域需求,这要求我们对感应电机进一步优化,而单斜槽转子拓扑已较为成熟,在其基础上优化对电机性能提升有限。双斜槽转子具有低噪声并可完全消除同步附加转矩的优点,并解决了单斜槽转子容易产生轴向窜动的缺点。故本文以双斜槽转子感应电机为对象,分析探索双斜槽转子感应电机温升分布与应力分布,并就潜
学位
自起动永磁同步电机(line-start permanent magnet synchronous motor,LSPMSM)具有高效率、高功率因数、高转矩密度等优点,但该类电机起动电流大、起动转矩小、永磁体易退磁等不足严重制约着它在重载起动等领域的工业化应用。本文提出一种奇/偶互补磁场理论,依据奇/偶对极磁场中每相转子绕组的各支路感应电势相位,对转子绕组进行串并联组合,使转子在奇/偶对极磁场中感
学位
目前,在新能源领域的各个方面中,功率模块都占据着举足轻重的地位,它是电力电子装置里的核心器件。传统的硅基功率模块因硅半导体材料的极限问题,无法满足未来电力电子装置的要求。因此,对宽禁带半导体功率模块的研究和开发十分必要。本文首先提出了一种新型的带有叠层母排的多芯片并联碳化硅半桥功率模块结构。该模块的特点在于叠层母排的集成、无引线键合以及对称的结构设计,从而可以显著降低模块的寄生电感以及获得较好的均
学位
永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motors,PMSLMs)因其简单的结构、良好的跟踪特性和行程不受约束等特点,常被应用于数控机床等高精密工业领域。准确的动子位置信息是伺服系统高精度控制的关键。传统位置传感器检测技术都具有一定的不足,如价格昂贵、易退磁、不适用于大行程直线位移测量等。数字图像测量技术在空间目标的实时位置测量方面得到了有效的应
学位
设备维修决策是电网运行管理中非常关键的技术与环节,适宜的维修不仅能提高设备的运行性能,还可为电网带来极大的效益。目前,设备维修管理研究逐步由设备层面以设备状态优劣为判断标准的维修过渡到系统层面基于风险的状态维修,后者是设备维修决策管理的高级阶段。对各设备在系统中的重要性及维修效果进行量化分析是系统层面设备维修管理的关键技术与步骤。此外,电力设备故障特性具有随机性和模糊性,元件的可靠性参数如故障率等
学位
随着国家能源战略的不断推进,以电力电子为代表的诸多新能源行业得到了进一步的发展。可以实现交直流转化的各种变流器成为专家学者们研究的重点。在这些变流器装置中,有一种整流器因为其优越的性能而备受瞩目,这就是VIENNA整流器。VIENNA整流器具有很多优势,比如功率器件少,系统成本低,功率密度高,并且没有直通的危险而不需要考虑死区及其影响。但是,VIENNA整流器也有着天生的缺陷,比如输入电流在过零点
学位
无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)是一种多功能的新型感应电机,具有良好的应用前景。在以往的性能研究中,很多都是针对于运行性能,对其在起动时的性能没有进行深入有效的研究。传统无刷双馈电机采用异步起动的方式,会产生过大的冲击电流,并且存在起动转矩不足的问题。而采用多波串级起动方式的无刷双馈电机可以有效地减少起动时的冲击电流,增加起动转矩,有效地提高了起动
学位
21世纪以来,伴随着我国可再生能源装机容量的持续提升,双向DC-DC变换器(Bi-directional DC-DC converter,BDC)作为分布式电源、储能电池、电动汽车及其他直流用电负荷和直流电网能量交换的桥梁,因其效率高、动态性能好及可功率双向传输等优势,具有重要的研究价值。在此背景下,本文介绍了一种新型BDC拓扑,称之为三相L型双有源桥DC-DC变换器,并以其作为研究对象,从工作原
学位
近年来,随着新能源发电技术的快速发展,高比例的可再生能源经过电力电子接口并入大电网。对于高比例新能源并网系统,分析其小信号稳定性是十分重要的。高比例新能源并网系统中存在的振荡问题具有振荡频率分布广、振荡类型多和振荡模式间易发生动态交互等特点,很多振荡现象由多种振荡类型杂糅形成,并且变流器与电网之间以及并网系统内部控制环路间会发生交互作用而使系统失稳。为此,本文针对高比例新能源并网系统的振荡机理及交
学位
光伏并网逆变器作为光伏发电系统接入电网的枢纽装置,其运行状况对整个光伏发电系统具有重大的影响。但在实际光伏电站中,并网逆变器一直处于恶劣的环境中,且其内部的设备要一直承受很高的电应力和热应力,并且电网和直流侧扰动的影响都会导致逆变器系统的故障发生率提高。关于光伏并网逆变器故障诊断技术,现在已有许多研究成果。其中基于BP神经网络的光伏并网逆变器故障诊断技术,不仅诊断准确率高,检测速度快,且可以实现在
学位