基于重复控制的微网逆变器关键技术研究

摘要

随着能源与环境问题的日益凸显，分布式发电技术不断发展。分布式电源具有发电方式灵活，对环境友好，能源利用率高等优点，但是分布式电源的大规模渗透会对大电网稳定性产生一些负面影响。微网不仅能解决分布式电源大规模接入的问题，也能发挥各种分布式电源的优势，提高供电可靠性和效益。微网逆变器作为微网中的基本电力电子接口单元，对其进行合理有效的控制直接关系到微网的安全稳定运行。
　　本文首先建立了微网逆变器的数学模型，对微网逆变器的传统PI控制环路进行了参数设计；针对逆变器孤岛工作情况下负载不平衡导致的输出电压不平衡，分析了不平衡产生的根本原因，研究了基于重复控制的孤岛模式微网控制方案，实现了孤岛情况下输出电压的平衡控制；在此基础上，给出了一种基于双模结构的改进型重复控制方案，提高了系统响应速度。微网逆变器并网工作时，由于硬件和外部扰动的影响，使得入网电流质量不满足标准，采用基于重复控制的并网模式微网控制方案提高稳态跟踪精度，抑制谐波，在此基础上为了提高重复控制器响应速度，引入了基于T/6的重复控制方案。此外，在Matlab/Simulink环境下搭建了微网的仿真模型，验证了本文不平衡控制的有效性和并网入网电流谐波控制的可行性；论文最后根据系统的要求，搭建了一台基于数字控制的100kVA微网逆变器实验平台，给出了微网逆变器软件设计过程，并在此平台上完成了微网孤岛不平衡和并网电流谐波抑制的实验，最后给出了实验结果，验证了基于重复控制的微网逆变器控制策略的正确性和可行性。

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注释表

第一章 绪论

1.1微网研究背景及意义

1.2微网逆变器的研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章 基于重复控制的逆变器模型与设计

2.1微网逆变器的数学模型

2.2微网逆变器双闭环控制器设计

2.3重复控制理论介绍

2.4本章小结

第三章 应用于孤岛不平衡抑制的逆变器重复控制方案

3.1三相输出电压不平衡产生原因

3.2基于传统重复控制器的电压环路设计

3.3基于双模结构的重复控制器的电压环路设计

3.4本章小结

第四章 应用于并网电流谐波抑制的逆变器重复控制方案

4.1基于传统重复控制环的电流环路设计

4.2基于T/6的重复控制器的电流环路设计

4.3本章小结

第五章 微网逆变器的重复控制集成方案与实验验证

5.1微网逆变器的综合策略研究

5.2实验平台介绍

5.3微网逆变器软件设计

5.4实验结果与分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文工作总结

6.2下一步工作展望

参考文献

致谢

在学期间发表的论文及参与完成的项目