基于下垂特性的组合式三相逆变器的并联控制

摘要

微电网污染少、效率高、控制灵活，是智能电网的重要组成部分。微电阿中各微源通常以逆变器作为输出接口并联透行，且微电网中存在大量单相负载，其负载特性既有线性又有非线性。针对微电网中负载的多样性，以及多逆变器并联的特点，采用合理的拓扑结构以及设计相应的控制策略来提高微电网下逆变器输出电压质量，并且保证逆变器之间功率合理分配具有重要意义。
　　针对微电网中逆变器并联运行的特点，本文根据下垂控制原理，分析了不同线路阻抗特性下相应的下垂控制方式。针对微电网中单相负载大量存在的特点，本文在拓扑上采用组台式三相逆变器作为输出接口，按照三相四线制接法输出。并在此拓扑结构上，提出了改进的下垂控制方法，使得无论在三相平衡或者不平街负载下，都能保证逆变器三相电压对称。针对微电网中具有的非线性负载，本文在改进下垂控制器的基础上，设计了具有谐波抑制功能的重复控制电压环和比例控制电流环，建立了系统的电路模型，并设计了电压环电流环参数，使得逆变器无论在线性或者非线性负载下都能保证其输出电压具有良好的正弦度。
　　为了验证所设计的系统，使用PSIM仿真软件建立了组合式三相逆变器并联系统仿真模型，同时搭建了以英飞凌XE164单片机为控制救心的组合式三相逆变器实验平台。相应的仿真和实验结果证明了所提出控制策略的有效性与可行性。

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1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 本课题的主要工作内容

2基于下垂控制的逆变器并联问题

2.1逆变器并联运行控制方式

2.2下垂控制基本原理

2.3组合式三相逆变器

2.4 系统控制结构

2.5逆变器输出平均功率计算方法

2.6.仿真结果及分析

2.7 小结

3不平衡负载下传统下垂控制的改进

3.1传统下垂控制方式在不平衡负载下的问题

3.2改进下垂控制原理

3.3 不平衡负载下改进下垂控制仿真验证

3.4 改进下垂控制下双机并联仿真验证

3.5 小结

4 非线性负载下逆变器输出电压波形控制研究

4.1重复控制器基本原理

4.2逆变器建模及电压电流环参数设计

4.3非线性负载下重复控制器性能仿真验证

4.4小结

5 硬件电路设计与软件流程

5.1 LC滤波参数选择

5.2 功率器件选择

5.3.采样、调理电路设计

5.4系统控制器选择

5.5软件控制流程

6实验结果分析

6.1不平衡负载下改进下垂控制实验结果及分析

6.2非线性负载下电压环重复控制实验结果及分析

6.3不平衡非线性负载下系统实验结果

6.4双机并联实验结果及分析

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

在校学习期间发表的论文、专利