微网中三相逆变器并联控制技术研究

论文摘要

由分布式发电设备构成的微网中，逆变器是各种微源与电网之间的接口，因此逆变器的控制技术显得尤为重要。分布式发电设备容量的日益增大也对逆变器的容量提出了更高的要求。逆变器的并联运行是一条解决该问题的很好途径。首先，本文研究了三相逆变器无互联线并联控制策略，分析了下垂控制的基本原理。针对下垂控制中逆变器输出电压幅值和频率偏移额定值的问题，本文采用了在功率计算的滤波环节使用低通与带通滤波器并联使用的方法，该方法能够很好的兼顾均流的动态性能和逆变器稳态时的电压质量。本文还建立了下垂控制的小信号模型，分析了下垂控制器中各个参数对系统动态性和稳定性的影响。其次，本文分析了共直流母线逆变器并联运行时存在的零序环流。文中建立了共直流母线逆变器并联运行的平均模型，基于这一模型得到了零序环流的产生原因：并联逆变器在基波中注入的零序电压不一致。本文还建立了共直流母线逆变器并联运行的小信号模型，分析了各个控制量之间的耦合关系。文章分析了有功、无功环流、滤波电路参数对零序环流的影响。文章采用了抑制零序环流的控制策略，通过仿真分析了零序环流的抑制范围。再次，本文建立了三相逆变器并网运行的模型，设计了逆变器并网运行的控制器。针对逆变器并网电流中存在的低次谐波，本文采用了准谐振控制器的解决方案。文中给出了准谐振控制器相关参数的确定依据。通过仿真验证，准谐振控制器能够很好的抑制并网电流中的低次谐波。最后，本文提出了改进的基于解耦双同步坐标系的锁相环。微网中的电压可能会存在相位突变，电压不对称，电网中存在低次谐波等现象，这些都影响了逆变器的并网运行。本文采用的锁相环能够在电网存在严重不对称的情况下仍然能够锁定电网正序电压的相位，仿真和实验验证了该PLL的性能。针对电网中的5、7次谐波对锁相的影响，本文在锁相回路中加入6次谐波的陷波器，并给出了参数的设计方法。实验验证了该改进方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1. 逆变器并联在微网中的应用
• 1.2. 逆变器并联技术概述
• 1.3. 本文研究的主要内容
• 2. 三相逆变器单机及无互联线并联技术分析
• 2.1. 三相逆变器建模分析
• 2.2. 三相逆变器独立运行的控制器设计
• 2.3. 逆变器无互联线并联控制策略分析
• 2.4. 本章小结
• 3. 共直流电源逆变器并联时的零序环流抑制
• 3.1. 一种高效率的 SVPWM 算法分析
• 3.2. 共直流母线逆变器并联模型
• 3.3. 零序环流的影响因素
• 3.4. 零序环流的抑制策略
• 3.5. 本章小结
• 4. 并网逆变器电流控制研究
• 4.1. L 型并网逆变器的数学模型
• 4.2. 并网逆变器的控制器设计
• 4.3. 解耦双同步坐标系 PLL 设计
• 4.4. 本章小结
• 5. 总结和展望
• 5.1. 本文工作总结
• 5.2. 工作存在的不足和展望
• 致谢
• 参考文献