三相逆变器并联技术研究.pdf

1、北京交通大学硕士学位论文三相逆变器并联技术研究姓名：卢彦杰申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：梁晖201106中文摘要中文摘要摘要：随着新能源的快速发展，微电网技术和分布式发电技术变得日益重要。在交流微网中，分布式电源可以经过三相逆变器后并联到交流母线上向负载供电。本文研究微电网处于离网独立运行时的三相逆变器并联控制技术。三相逆变器并联的控制目标是各台逆变器输出电流均流和负载功率均分。首先建立基于旋转坐标系下三相逆变器的数学模型，在此基础上实现对三相逆变器的电压电流双闭环S v P W M 控制。然后分析并联逆变器主电路和环流产生的原理。通过开环控制逆变器并联和双闭环控制逆变器并联两种情

2、况的仿真，研究了无并联均流控制时并联逆变器的环流情况。其次研究了并联逆变器的主从控制策略。本文采用一种公共电压调节器的主从控制策略。主逆变器采用电压电流双闭环控制，从逆变器采用单电流闭环控制。从逆变器的电流指令都由主逆变器电压环输出给定。再次研究了并联逆变器的无互联线下垂特性控制。通过分析传统下垂特性控制的基本原理，发现传统下垂特性控制存在动态响应慢、输出电压和频率存在稳态偏差的缺点。因此本文提出了一种改进的下垂特性控制，在下垂公式中加入功率的微分项来提高动态性能，加入高通滤波器来消除稳态电压幅值和频率的偏差。本文还研究了微网变流器在并网与离网工况切换时控制策略。给出了一种双模式控制的切换方案

3、。最后，本文基于S i m l n i n l(对以上理论分析与控制策略做了仿真验证与研究。关键词：逆变器；并联；均流；下垂特性；并网和离网切换分类号：T M 6 1 4A B S T R A C TA B S T R A C T：M i c r 0 一鲥dt e d m 0 1 0 9 ya I l dd i s t r i b u t c dg e l l e r a 时o n 慨h n o l o g yw i t ht h em p i dd e V e l o p m e n to fr e n e w a b l ee n e r g yb e c o m ei n c r e a

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13、m m i n k K E Y W o l m S：删p 锄l l e lo p e r a t i o n；C u 玎t 斌s l l a 血吕d m o pc h a m c t I 晒s t i cV北京交通大学硕士学位论文C L A S S N o：田M 6 1 4致谢本论文的研究工作是在我的导师梁晖副教授的悉心指导下完成的，从本文的选题、控制方法的理论指导，到本文的修改付梓，梁老师都给了我极大的指导和帮助。梁晖副教授严谨的治学态度、科学的工作方法、宽广的胸怀、丰富的专业知识是我学习的榜样。在此向梁老师表示最诚挚的敬意和感谢!在两年的研究生学习生活中，实验室的赵新、刘春海、徐佳园、周倩

14、、邓雅、王雪婷、吴思哲等同学给予了我很大的帮助，和他们的讨论让我受益匪浅，尤其是赵新博士对本论文的研究提出了许多宝贵的指导和修改意见。在此向他们表示衷心的感谢!最后感谢父母，他们的支持和关怀使我能够顺利的完成学业。引言1引言1 1研究背景及意义1 1 1分布式发电及微电网概述随着经济的迅速发展和电网规模的扩大，超大规模电力系统的缺点日益凸现。特别是近十年来世界上发生了几次大停电，充分体现了电网的脆弱性。而分布式发电作为传统集中式发电的补充，越来越受到重视。分布式发电一般指以新能源和可再生能源为主的小型的发电装置就近布置在负荷附近的发电方式。包括太阳能发电，微型燃气轮机发电，燃料电池发电和风力发

15、电等在内的分布式发电技术具有发电方式灵活、投资省、与环境兼容等特点，又可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和和经济性。与集中式发电相比，分布式发电具有污染少，能源利用率高，安装地点灵活等优点，节省了输配电资源和运行费用，减少了集中输电的线路损耗。分布式发电是大型电网的有力补充和有效支撑因为分布式发电可以减少电网总容量，改善电网峰谷性能，提高供电可靠性。分布式发电虽然有诸多优点，但本身也存在很多问题。例如，分布式电源控制困难、单机接入成本比较高等。另外对于大电网来说分布式电源是一个不可控的源，因此大系统往往采取隔离或者限制的方法来对待分布式电源。分布式能源的入网标准在I E E EP 1 5

16、4 7 做了规定，当电网发生故障时，分布式电源必须马上退出运行，这在很大程度上限制了分布式电源效能的充分发挥。随着新型技术的应用，尤其是电力电子接口和现代控制理论的发展，在分布式发电的基础上，为了协调分布式发电与大电网之间的矛盾，有学者提出了微网的概念。目前国际对微网【2 6】【2 7】的定义有很多。其中欧盟微电网项目给出的定义是：利用一次能源；使用微型电源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、电三联供；配有储能装置使用电力电子装置进行能量调节。美国电气可靠性技术解决方案联合会(C E R T S c o n s o n i u mf o rE l e c t r i cR e l i a b i l i t yT e c h n o l o g yS o l u t i o n s)对微电网的定义为：一种由微型电源和负荷共同组成系统，同时也可以提供电能和热量；微电网内部的电源可以提供必需的控制并且主要由电力电子器件负责能量的转换；相对于外部大电网，微电网表现为单一的被控单元，并可同北京交通大学硕士学位论文时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。美国威斯康辛麦迪逊分校的R H