微电网中并网逆变器并联控制的研究

摘要

随着传统化石能源的大量消耗面临枯竭以及伴随的日益严峻的环境问题，绿色可再生能源的开发和利用得到了广泛关注。基于新能源发电的微电网技术已经成为世界各国的重点研究方向，作为新能源发电的接口电路，逆变技术得到了深入研究。随着用电设备的增加，如何提高发电系统容量将会是一个重要问题。逆变器并联技术以其良好的冗余性、扩容方便等特性将会是系统扩容的一个有效途径。本文主要针对并联至电网的并联逆变器系统及其并联技术展开研究。
　　首先对三相并网逆变器进行建模分析，将三相交流变量转换为两相直流变量，同时对逆变器输出滤波器进行分析，设计了滤波器参数，然后分析了双环控制器不同控制变量的优缺点，设计了基于LCL逆变器输出电压和逆变侧电感电流的电压电流双环控制器。
　　其次，根据两台逆变器并联等效电路，提出了基于瞬时无功电流理论及下垂控制理论的电流下垂控制方案，引入自适应系数法消除并联控制方案中的电压频率、幅值偏移。并且在Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型，通过在不同条件下仿真验证，验证了系统具有快速的动态响应，实现了良好的均流效果，证明了所提出控制方案的可行性和有效性。
　　最后，对并联系统在并网、离网两种模式下工作状态进行分析，在已有仿真模型上对系统进行并网、离网两种模式及其切换过程进行了仿真，进一步证明了本文所提出的控制方案的有效性。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 新能源发电系统

1．3 微电网及其研究现状

1．4 逆变器并联技术

1．5 本文主要研究内容

第二章 三相LGL逆变器的数学模型及其控制策略

2．1 三相LGL逆变器数学模型

2．2 LCL滤波器设计及分析

2．2．1 常用滤波器对比分析

2．2．2 LCL滤波器参数设计

2．3 双环控制器设计

2．3．1 双环控制器变量选择

2．3．2 电压电流双环控制分析

2．4 本章小结

第三章 基于瞬时功率理论的电流下垂控制

3．1 下垂控制基本原理

3．2 瞬时无功功率理论

3．3 改进的逆变器并联控制策略

3．3．1 电流下垂控制

3．3．2 离网模式电压频率和幅值调节

3．3．3 并网模式恒功率电流控制

3．4 功率电流瞬时值计算

3．5 本章小结

第四章 并联系统仿真

4．1 并联系统仿真模型

4．2 并联系统仿真分析

4．2．1 并联系统静态仿真

4．2．2 并联系统动态仿真

4．3 本章小结

第五章 并网／离网双模并联控制及仿真

5．1 并／离网双模控制分析

5．1．1 并联系统离网控制分析

5．1．2 并联系统并网控制分析

5．2 并网和离网切换过程

5．2．1 离网到并网切换

5．2．2 并网到离网切换

5．3 并／离网仿真

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 下一步工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢