基于三相多功能并网逆变器的微电网电能质量治理研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:evermissxp
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
微电网能够有效解决含高渗透率分布式电源的配电网的运行问题,提高系统对分布式电源的消纳能力。然而,微电网中大量的电力电子设备、间歇性分布式电源以及非线性负载的存在,会导致微电网出现谐波、电压不平衡等电能质量问题,影响微电网的正常运行,严重时甚至可能威胁到微电网运行的稳定性。为有效地解决微电网中的电能质量问题,本文系统研究了微电网中电能质量问题的产生机理及治理策略,开展了以下几方面工作:
  提出了改进的多调谐(Improved Multi-tuned,IMT)滤波器及其电流内环控制策略,可以有效地抑制微电网中的高频谐波电流。设计了具备良好高频谐波衰减能力的IMT滤波器的拓扑结构。并基于IMT滤波器的控制特性,提出具备抑制IMT滤波器谐振尖峰能力的电流内环控制策略。
  为更好地抑制微电网中的低频谐波电流和负序电流,提出两种能够提高三相多功能并网逆变器性能的控制策略:(1)提出了能够提升三相多功能并网逆变器抗暂态扰动能力的电能质量检测模块。(2)提出了将线性自抗扰控制器与重复控制器相结合的电流内环控制策略,该电流内环控制策略兼具良好的动态响应速度和稳态跟踪精度。
  提出了兼具良好的暂态响应速度和稳态滤波能力的基于自抗扰控制器的非线性锁相环(Nonlinear Phase Locked Loop based on Linear Active Disturbance Rejection Controller,NLADRC-PLL)。并在NLADRC-PLL良好性能的基础上,分别提出了适用于三相多功能并网逆变器的下垂控制策略和低电压穿越控制策略,以提升三相多功能并网逆变器对微电网复杂运行环境的适应能力。所提出的下垂控制策略通过采用电能质量检测模块的投切控制策略,保证电能质量治理和功率输出功能互不干扰。所提出的低电压穿越控制策略通过对参考电流进行优化计算,更好地抑制非对称故障时三相多功能并网逆变器的输出功率纹波。
  为提升微电网的整体电能质量,提出了基于三相多功能并网逆变器的电能质量综合治理策略。通过计算微电网中各个节点等效电流源产生的谐波和负序电流,计算每个三相多功能并网逆变器所需的实时补偿电流;通过熵—Shapely二次权重修正法,实现对各个三相多功能并网逆变器实时补偿容量的优化分配。
  本文对微电网中的高频、低频谐波及负序电流的抑制策略进行研究,并提出了基于三相多功能并网逆变器的微电网运行控制策略和微电网电能质量综合治理策略。从低频段和高频段两个频率维度,以及装置级和系统级两个空间维度对微电网的电能质量治理策略进行研究,形成了完整的微电网电能质量治理体系。
其他文献
当今社会对超级电容器、锂离子电池等电化学储能器件的需求日益增长。三维碳网络纳米材料因具有高比表面积、高导电性和高离子传输效率等优势,成为了高性能电极材料的研究热点。目前,传统方法合成的三维碳纳米材料存在结构不可控、工艺复杂等问题,导致其应用受限。因此,实现三维碳材料绿色、可控制备,并揭示其电化学储能机理,对于推动其在储能领域的应用具有重要意义。本论文以水溶盐作为模板,结合冷冻干燥、高温碳化等工艺,
学位
高压电缆附件作为直流电缆输电的关键部件,其绝缘电树枝劣化是影响高压直流电缆系统安全、可靠运行的重要因素。本文以三元乙丙橡胶(EPDM)高压直流电缆附件绝缘为对象,基于机械应力、温度作用研究电荷输运与电树枝劣化规律和机理;基于纳米乙烯基笼型聚倍半硅氧烷(OVPOSS)、抗氧剂研究EPDM电树枝劣化抑制机理和方法,以期为高压直流电缆附件绝缘设计提供实验依据和理论支撑。研究工作和主要结论如下:  (1)
新能源汽车及智能电网市场的快速发展对锂离子电池(LIBs)的功率密度、能量密度和循环寿命等技术指标提出了更高的要求。传统的石墨负极因理论比容量低和功率输出能力不足等问题已难以满足当下动力电池的发展需求,因此,开发兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命的新型负极迫在眉睫。而这一目标的实现,从根本上要求开发高容量负极材料和构建高效而又稳定的电荷传输系统。  鉴于过渡金属化合物(金属氧化物、氮化物及硒化
随着风光电源的高渗透接入以及半导体器件和超大功率电力电子装备技术的发展,直流电网技术成为关注的热点。类似于交流电力系统中的变压器,高压大容量DC-DC变换器是直流电网中实现电压匹配和互联组网的核心设备。模块多电平类DC-DC变换器(MMDC)具有模块化程度高、耐压能力强等优势,是实现电网级DC-DC变换的理想方案。与传统DC-DC变换器不同,由于采用模块组合实现电压控制,MMDC内部含有大量的能量
学位
直流输电和直流电网技术是解决新能源并网的有效技术手段之一,高压直流变压器是连接电压等级不同的直流系统,构建直流电网的关键设备。由于直流输电系统的电压等级一般较高(达几百千伏),如果采用传统低压DC/DC变换器拓扑(如Buck变换器),需要器件串联技术将数百个开关管串联以应对如此高的电压。器件串联需实现各开关管的动态均压,这会大大增加控制和驱动复杂度,而且器件同开同关会产生很高的du/dt,从而引发
学位
针对多电平逆变器输出电流和电压的控制与优化问题,论文提出了基于模型预测控制(MPC)的逆变器控制策略。其控制目标是提升逆变器的性能、减低谐波并提供稳定的电压平衡。本论文所提出的模型预测算法通过多步分解来解决多电平逆变器中常见的问题。此外,论文还建立了带有源中点钳位式(ANPC)逆变器和带飞跨电容H桥的单相和三相七电平混合级联多电平逆变器模型。基于有限集(FS)-MPC的控制方法,结合电力电子学的离
学位
随着可再生能源渗透率的提高,其间歇性、随机性以及波动性问题日益突显,给电网的运行与调度带来了越来越大的挑战。储能技术是平抑可再生能源波动,提高系统稳定性,实现电能的削峰填谷调节,保证电源优化运行的有效手段,大功率储能技术正成为重要的应用方向。论文在探索基于级联H桥模块化(CHBM)多电平变换器的电池储能模块化拓扑结构、控制策略、平衡电压、分离直流以及抑制谐波的基础上,完成的主要工作和取得的主要成果
学位
电极材料作为锂/钠离子电池最重要的组成部分,是制约锂/钠离子电池发展的关键。因此,开发和寻找低成本且高性能的电极材料对发展锂/钠离子电池尤为重要。在锂/钠离子电池中,构建多孔结构的电极材料能够通过增大比表面积、促进电解液的渗入、增加活性位点、减小离子在固相中的扩散距离、缓解应力、防止粉化等作用来提高电池的储能性能。本论文以LiMnPO_4、MnCo_2O_(4.5)和碳材料三种具有商业应用前景的电
学位
近年来,消费电子和电动汽车等应用终端的繁荣发展,推动着高性能锂离子电池材料的研究。在所有的候选材料中,Si、Ge、Sn、Sb和Al等合金型负极材料,因具有较高的理论比容量、较低的电压平台和相对较高的自然丰度,而被认为是最有希望的材料之一,并受到广泛的研究。然而,由于合金型负极材料存在诸如容量衰减快速、倍率性能较差等科学和技术问题,而至今仍没有令人满意的应用。合金型负极材料在充放电过程中严重的体积变
学位
随着我国大型江河流域的水电站群规模急剧扩大,优化调度问题也随之越来越复杂。为充分发挥各水电站间最优水量补偿和优化调节的功效,从而达到水资源最大利用率,世界各地相关专业领域的科学家和学者们,都纷纷依据目前各类水电站的种类及特性,展开了优化调度模型相关理论和求解方法研究,然而调度模型的优化解精度和对应算法的计算耗时是两大主要相互制约矛盾点。近些年来随着计算技术的飞速发展,以此为契机可充分有效利用计算资
学位