【摘 要】
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近些年,人们的生活质量不断提高,全球电气化程度不断加深,随之带来的环境污染和资源匮乏等问题也日趋明显。学者们为了解决此类问题开始大力开展清洁能源分布式发电的相关研究,微电网的概念也就此诞生。微电网分为直流微电网和交流微电网,近年来,直流微电网凭借其结构简单、控制方便、损耗小等优点逐渐成为了人们的研究热点。而直流微电网中存在着大量变换器并联运行的情况,常出现各类变换器间交互影响问题,造成系统运行成本
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近些年,人们的生活质量不断提高,全球电气化程度不断加深,随之带来的环境污染和资源匮乏等问题也日趋明显。学者们为了解决此类问题开始大力开展清洁能源分布式发电的相关研究,微电网的概念也就此诞生。微电网分为直流微电网和交流微电网,近年来,直流微电网凭借其结构简单、控制方便、损耗小等优点逐渐成为了人们的研究热点。而直流微电网中存在着大量变换器并联运行的情况,常出现各类变换器间交互影响问题,造成系统运行成本增加、稳定性下降。为了解决此类问题,本文分别针对几种常见的交互影响问题提出了解决方案。本文首先介绍了直流微电网的拓扑结构,对其中常用的电力电子变换器进行小信号建模分析,得出其传递函数。并针对Buck电路高频谐波抑制能力弱的缺点,提出一种新型的LCL-Buck电路,分析其小信号模型,得到传递函数,并扩展至多个LCLBuck电路并联的情况。然后,本文开始对直流微电网中几种常见的并联变换器交互影响的产生原因进行分析并提出解决方案。第一种是由于自然状态下分布式电源波动造成的变换器间出现的环流问题,针对此问题,本文提出了一种改进下垂控制与电压外环电流内环的PI控制相结合的新型控制策略。第二种是由于变换器参数不同而在负载发生变化时存在的并联变换器分流不均的问题,针对此问题,本文在传统滑模控制的基础上加入均流约束条件,在保证电压输出稳定的前提下,达到了均分电流的目的。第三种是LCL-Buck电路的三阶特性会给系统带来一个或多个谐振尖峰,针对此问题,本文采用无源性的控制方法,为系统注入阻尼,在保证其优良的高频谐波抑制能力的基础上,消除其谐振尖峰。接着,本文在Matlab/Simulink软件中搭建起了相关模型,对环流抑制控制策略和均流控制策略进行了离线仿真,验证了之前的猜想。最后,搭建起基于RT-LAB的半实物仿真平台,将环流抑制控制策略和均流控制策略利用F28035芯片制成硬件控制器。将控制器放入RT-LAB半实物仿真平台中,对所提出控制策略的有效性和可靠性进行了进一步的验证。
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