三相并网逆变器无功功率控制方法研究

摘要

随着不可再生能源的形势日益严峻，人类对于新能源的依赖性越来越强。尽管近些年来新能源的利用越来越广泛，然而将其产生的能量并入电网的设备成本依然居高不下。同时某些新能源对于外界环境存在较大的依赖性，造成新能源无能量输出时并网设备闲置，导致其利用率低下，进一步提高了并网发电成本。同时，由于大量电力设备的使用，电网时常会出现功率因数低，利用率低等问题。
　　针对并网设备利用率低以及电网无功功率问题，本文在三相并网逆变器上实现了无功功率补偿，在提高并网逆变器利用率的同时还对电网质量进行了改善。本文研究内容主要包括：
　　1、详细分析了三相并网逆变器的工作原理以及逆变器的换流状态。为了实现对三相并网逆变器的电流控制，在两相静止坐标系和旋转坐标系下建立了逆变器的数学模型。
　　2、利用瞬时无功电流检测方法实现了对负载无功电流的检测，从矢量的角度分析了三相并网逆变器有功、无功输出的方法。利用电压外环和电流内环，并结合PI+重复控制策略，实现了对并网电流中有功电流和无功电流的控制。
　　3、结合所建立的数学模型及控制策略，基于MATLAB/Simulink，通过仿真实现了对三相并网逆变器中有功电流、无功电流的控制以及对电网的无功补偿，验证了该数学模型以及控制策略的可行性。
　　4、搭建相关实验平台，实现了电网中负载无功电流的检测以及对并网时有功电流和无功电流的控制，达到了在向电网进行有功输出的同时进行无功补偿的目的。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 并网逆变器无功功率控制的国内外研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 无功功率可控并网逆变器的工作原理及数学模型

2.1常用三相并网电路拓扑及特点

2.2 并网逆变器进行无功功率控制的工作原理及矢量分析

2.3 进行无功补偿的三相并网逆变器的数学模型

2.4 本章小结

第三章 三相并网逆变器的无功功率补偿方法

3.1 无功电流的检测

3.2 有功无功电流输出的矢量分析

3.3 并网电流控制策略

3.4 无功功率控制系统的仿真

3.5 本章小结

第四章 实验平台设计与实现

4.1 功率电路设计

4.2 控制电路的设计

4.3 实验结果与分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果