基于电压源输出的逆变器控制策略

摘要

为了更好的利用分布式电源，将分布式电源以微电网的形式接入电网，可以充分发挥充分布式发电的优势。电网正常运行时，微网系统可以并网发电，电网出现故障时微网系统仍然可以为负荷供电，可以大大地增强电力系统的安全性以及供电可靠性。
　　微电网离网孤岛时，要求至少有一个具有电压源输出外特性的分布式电源来为微网提供电压和频率支撑。本文分别在两相同步旋转坐标系和两相静止坐标系设计了基于电压源输出的逆变器控制系统，并在不同的坐标系对逆变器的等效输出阻抗进行了分析和比较。为增加微网系统离网运行的可靠性和安全性，在结合虚拟电感技术的基础上对基于电压源输出的逆变器实施下垂控制，实现多台逆变器无通信信号线并联运行。仿真和实验验证了设计的逆变器并联系统具有较好控制性能。
　　对基于电压源输出的逆变器实施并网下垂控制可以实现并网模式和孤岛模式的无缝切换。并网情况下逆变器一般采用恒功率控制模式，本文在分析了传统并网下垂控制策略的不足的基础上，提出了改进并网下垂控制策略，通过增加电网角频率前馈来抑制电网频率波动对逆变器输出有功功率的影响，通过增加积分控制器来实现无功功率无静差跟踪以及抑制电网电压幅值波动对无功功率的影响。仿真和实验验证了所提出的改进并网下垂控制策略的有效性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 分布式发电与微网综述

1．1．1 分布式发电简介

1．1．2 微网的发展现状

1．2 微网电源的控制模式

1．2．1 微网控制结构

1．2．2 微网电源的控制模式

1．3 基于电压源输出的逆变器控制技术

1．4 本论文的主要研究内容

第二章 基于电压源输出的逆变器控制系统

2．1 LC滤波器设计

2．2 三相Lc滤波器系统建模

2．3 基于电压源输出的逆变器控制系统设计

2．3．1 dq坐标系下逆变器双闭环控制

2．3．2 αβ坐标系下逆变器双闭环控制

2．4 等效阻抗分析

第三章 基于虚拟电感的逆变器离网下垂控制

3．1 下垂控制原理

3．2 虚拟电感技术

3．3 仿真分析

第四章 逆变器并网下垂控制

4．1 传统并网下垂控制

4．2 改进并网下垂控制

4．3 仿真分析

第五章 实验设计与分析

5．1 实验平台介绍

5．1．1 离网实验平台结构

5．1．2 并网实验平台结构

5．2 逆变器控制系统软硬件

5．2．1 采样电路

5．2．2 控制系统软件

5．3 实验结果分析

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文