微電網(wǎng)逆變器并網(wǎng)平滑切換控制策略研究

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1、學(xué)校代號10532學(xué)號S12092091分類號TM76密級公開碩士學(xué)位論文微電網(wǎng)逆變器并網(wǎng)平滑切換控制策略研究學(xué)位申請人姓名王明玥培養(yǎng)單位電氣與信息工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱羅安教授學(xué)科專業(yè)電氣工程研究方向分布式發(fā)電技術(shù)論文提交日期2015年4月30日I學(xué)校代號：10532學(xué)號：S12092091密級：公開湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文微電網(wǎng)逆變器并網(wǎng)平滑切換控制策略研究學(xué)位申請人姓名：王明玥導(dǎo)師姓名及職稱：羅安教授培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：電氣工程論文提交日期：2015年4月30日論文答辯日期：2015年5月16日答辯委員會主席：

2、李欣然教授ResearchonGrid-connectedSeamlessTransferControlStrategyofInverterinMicro-gridByWANGMingyueB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySu

3、pervisorProfessorLUOAnApril,2015III湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名；玉萌詞曰期；年＾月乂曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國

4、家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．保醬□。，在年解密后適用本授權(quán)書２．不保密囚。＂＂（請在上相應(yīng)方框內(nèi)打Ｖ）ｉ＞皮作者簽名：崎哦曰期：年＾月次曰導(dǎo)師簽名：日期；＞瓜年月乂日光伏逆變器并網(wǎng)平滑切換控制技術(shù)研究與實現(xiàn)摘要開發(fā)利用可再生能源是落實科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)資源節(jié)約型社會、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求，也是保護環(huán)境、應(yīng)

5、對氣候變化的重要措施。分布式發(fā)電以其諸多優(yōu)勢將成為未來發(fā)電的主導(dǎo)形式之一。微電網(wǎng)是在分布式能源發(fā)電基礎(chǔ)上新興的前沿技術(shù)，與大電網(wǎng)互為支撐，能夠大幅提高分布式能源的供能效益。微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運行模式，因此需要逆變器既能夠工作于并網(wǎng)模式下，與中低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，又可以運行于離網(wǎng)模式，為微電網(wǎng)內(nèi)部重要負(fù)荷供電。由于分布式能源與電網(wǎng)不能嚴(yán)格同步以及逆變器控制方式之間所存在的差異，逆變器會在并網(wǎng)切換的瞬間產(chǎn)生過電壓或過電流，危及微電網(wǎng)穩(wěn)定運行。目前，對能滿足并網(wǎng)/離網(wǎng)雙模式逆變器及其平滑切換控制的研究較少，此關(guān)鍵技術(shù)制約著微電網(wǎng)的

6、進一步發(fā)展與推廣應(yīng)用，有待深入研究并解決。本文針對微電網(wǎng)逆變器并網(wǎng)平滑切換控制策略，進行了如下工作：（1）通過介紹逆變器在微電網(wǎng)中的結(jié)構(gòu)，確定了一種三相逆變器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并給出了其等效電路圖。對于逆變器控制器，闡述并分析了幾種常用的控制方法。此外，數(shù)字鎖相環(huán)具有較強的抗干擾性，本文介紹了數(shù)字鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)以及典型控制算法。（2）針對微電網(wǎng)逆變器在并網(wǎng)切換時電流沖擊大等問題，提出了一種三相逆變器的雙模式及其平滑切換控制方法。該方法包括穩(wěn)態(tài)控制和切換控制兩部分，其中，切換控制由軟啟動虛擬阻抗和單環(huán)電流反饋控制構(gòu)成。軟啟動虛擬阻

7、抗用于減小并網(wǎng)電流沖擊并增強逆變器穩(wěn)定性，給出了其具體形式并計算了參數(shù)值。同時，為防止逆變器在并網(wǎng)切換和穩(wěn)態(tài)控制中，因相位誤差造成的能量倒灌現(xiàn)象，提出了一種相位超前控制方法，并引入到下垂控制器中，給出了其頻率調(diào)節(jié)實現(xiàn)方式。在并網(wǎng)切換時，切換控制與相位超前控制相配合，能夠大幅抑制逆變器輸出電流和入網(wǎng)電流的沖擊，實現(xiàn)并網(wǎng)平滑切換。（3）通過介紹虛擬同步發(fā)電機的模型，確定了其控制策略由功頻控制、勵磁控制以及同步發(fā)電機算法組成，并分別給出了各部分控制方法。為抑制并網(wǎng)切換時的電流沖擊，引入相位超前控制與軟啟動虛擬阻抗，并在原有穩(wěn)態(tài)控制算法的

8、基礎(chǔ)上添加了頻率調(diào)節(jié)、勵磁調(diào)節(jié)和相角調(diào)節(jié)部分，提出了一種適用于虛擬同步發(fā)電機的并網(wǎng)平滑切換控制方案。該控制方法能夠抑制輸出電流和入網(wǎng)電流的沖擊，實現(xiàn)了虛擬同步發(fā)電機的平滑切換。（4）設(shè)計了系統(tǒng)的硬件及軟件，并在樣機上進行了實驗驗證。對逆變器主電路的