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基于网络控制及功率下垂控制的三相逆变器并联系统的研究

基于网络控制及功率下垂控制的三相逆变器并联系统的研究

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作者：郭津浙江大学

学位级别：硕士

随着当今世界能源危机的日益严重,新能源、分布式发电、智能电网和物联网等技术得到迅速发展。在新能源发电系统中,逆变器并联控制技术正成为一个越来越重要的研究领域。本文在总结现有的逆变器并联控制理论与应用的基础上,针对三相逆... 详细信息

随着当今世界能源危机的日益严重,新能源、分布式发电、智能电网和物联网等技术得到迅速发展。在新能源发电系统中,逆变器并联控制技术正成为一个越来越重要的研究领域。本文在总结现有的逆变器并联控制理论与应用的基础上,针对三相逆变器的特点,使用功率下垂控制法实现三相逆变器的无信号互联线并联,并将网络控制加入到三相逆变器并联系统中,对无信号互联线并联和网络控制并联技术的相关问题作了深入研究。三相逆变器单机的控制是并联系统研究的基础。三相逆变器无法直接进行无静差控制,可以采用dq0旋转坐标变换将交流量变换为直流量来进行控制。本文首先对三相变压器、三相电感和三相逆变器的稳态和动态特性作了研究分析,其动态模型均存在相间耦合。为便于研究分析,本文忽略相间磁路耦合,推导了三相逆变器在dq0旋转坐标系中的动态数学模型,并设计了三相逆变器的控制系统。为了使网络控制三相逆变器并联系统具有良好性能,首先要对无信号互联线三相逆变器并联系统进行分析与设计。本文阐述了PQ下垂控制法的基本原理,然后分析逆变器输出阻抗和连线阻抗的差异对均流特性的影响,接着对并联系统输出频率的控制与优化作了分析,给出了基于PQ下垂控制法的适用于三相三线制逆变器无信号互联线并联的控制方法。基于PQ下垂控制法的无信号互联线逆变器并联系统较不易实现高稳态均流精度,将网络控制加入逆变器并联控制系统是解决上述问题一个较好的方法。本文介绍了电力电子系统网络控制技术的概念、相关研究、应用前景和设计方法,并对电力电子网络控制系统的通信进行了分析与设计。提出了基于网络控制及PQ下垂控制法的三相逆变器并联系统方案,通过网络发送逆变模块的功率信号,同时接收其他逆变模块的功率信号,并与自身的功率信号加权平均后进行PQ下垂控制,实现各逆变器之间的输出均流。最后,通过实验验证了三相逆变器单机控制原理的可行性,通过PQ下垂控制法实现了三相逆变器无信号互联线并联,并加入网络控制,改善了系统输出均流度,论证了采用网络控制的可行性和有效性。

关键词：三相逆变器并联 PQ下垂控制无信号互联线网络控制

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