基于下垂控制的并网逆变器的孤岛检测研究

摘要

近年来，下垂控制的逆变器由于具有“即插即用”、无需通信等优点，在分布式发电系统中应用越来越广泛。合理有效利用分布式电源的关键技术是将分布式电源与电网相连实现并网发电，孤岛检测是分布式并网系统必备的功能，然而现有的孤岛检测方法都是针对电流直接并网型逆变器提出的。目前国内外学者关于下垂控制的研究多集中于它的稳定性分析、运行模式之间的无缝转换、以及下垂特性的改进等方面，而很少有学者针对下垂控制并网逆变器的孤岛检测方面进行研究，这也是本文研究的意义所在。
　　本文首先介绍了下垂控制并网逆变器和孤岛效应的相关知识，分析了下垂控制并网逆变器被动孤岛检测方法的孤岛检测盲区(NDZ)；其次，对现有的适用于电流直接并网型逆变器的主动孤岛检测方法进行分类研究，分析其在下垂控制并网逆变器中的适用性；然后从移相法、移频法和负序分量扰动法不能适用于下垂控制并网逆变器的原因入手，提出了三种适用于下垂控制并网逆变器的孤岛检测方法，分别为“基于相位差变化率检测的改进的移相法”、“改进的带正反馈移频法”和“负序电压扰动法”。分析了它们的检测原理，并给出了重要参数的整定方法。
　　最后，通过仿真软件MATLAB对提出的孤岛检测方法进行了仿真验证；设计了6kW的三相并网逆变器系统，并进行了基于下垂控制的三相逆变器的独立带载运行、主动同步控制和并网实验，完成了“基于相位差变化率检测的改进的移相法”和“带正反馈的改进移频法”的孤岛检测实验，验证了理论分析的正确性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的意义

1.2 下垂控制概述

1.3 孤岛检测方法概述

1.4本文主要研究内容

第2章 孤岛检测方法对下垂控制的适应性分析

2.1 引言

2.2被动孤岛检测方法的检测盲区分析

2.3主动检测方法在下垂控制策略下的适用性分析

2.4 本章小结

第3章 下垂控制并网逆变器的孤岛检测方法研究

3.1 引言

3.2基于相位差变化率检测的改进的移相法

3.3改进的带正反馈移频法

3.4 负序电压扰动法

3.5 本章小结

第4章 系统实验与分析

4.1 引言

4.2 实验平台设计

4.3 实验波形分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢