微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究

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1、、论文分类号：２学校代码：１０７０８＿学号：１５０６０２８Ｉ＾ＡＡＡＡｌ（ｍＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔｈｅｓ＇ｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ＇？微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究ＩＩ指导教师姓各郷让教授。学科名称：讓论棚工程〗论文提交＾日期：２０１８年３月ｍｗＭＩ论文答辩日期：腫年５月：＿学位授予单位：陕西科技大学嚷■ｙ申请工学硕士学位论文论文题目：微网分布式电源逆变器

2、的并联控制策略研究学科门类：工学一级学科：控制科学与工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：孙丽导师：郑恩让教授2018年5月RESEARCHONPARALLELCONTROLSTRATEGYOFDISTRIBUTEDGENERATIONINVERTERINMICROGRIDAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceB

3、yLiSunSupervisor:Prof.EnrangZhengMay2018微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究摘要随着社会的快速发展，电能所呈现出的供不应求的状况日益明显，这无疑加剧了传统不可再生资源的压力，由此带来的生态环境及社会问题不容小觑。因此人们开始把目光聚焦到了太阳能、风能及潮汐能等新能源的开发利用上，分布式发电技术应运而生，并在此基础上发展出了微电网技术，逆变器并联技术是支撑上述技术发展的关键技术之一，其在微电网或者独立、自治的系统中发挥着重要作用。无互联线并联系统的控制方式中，目前最常采用的是下垂控制策略，该策略常见的

4、结构包括功率环、电压环和电流环三部分，研究内容以此为核心展开，所做工作可总结如下：（1）推导分析逆变器的数学模型，发现其在两相静止坐标系下，具有变量少且无耦合的优点，故提出将基于该坐标系实现的控制器引入下垂控制的电压环控制中，包括比例谐振、比例复数积分及其改进形式等多种控制器。然后对它们的模型、结构、参数设计以及实现进行了对比分析，最后分别将上述多种控制器应用于逆变器电压环控制中进行了仿真。（2）进一步推导基于准比例复数积分控制的逆变器的输出阻抗，发现该策略更有利于使传输阻抗呈阻性，更加适用于基于PV/Qf下垂控制的逆变器并联系统。接着对逆

5、变器并联系统的功率、环流及阻抗等进行了分析，并针对并联瞬间容易发生电流冲击的问题设计了有效的同步过程，最后通过仿真验证了其有效性。（3）传统下垂控制的应用场合通常不考虑线路阻抗，而低压微电网中的各分布式电源因所处地理位置不同，故无法保证线路阻抗完全一致，从而会对功率的分配造成影响，并且基于传统下垂控制的逆变器并联系统惯性小，易发生振荡。针对上述问题提出了一种同时引入负载电压反馈和微分控制的改进型下垂控制，并通过仿真对其控制效果进行了验证。（4）设计制作了采样板、调理板、驱动板及LC滤波器，并编写了算法程序，最后搭建了完整的实验平台，通过相关

6、的实验对所研究的算法进行了验证，结果进一步证明了其正确性和有效性。本文的研究重点是并联系统的控制策略，主要从电压环和功率环两个方面对传统的下垂控制策略进行了改进。电压环控制引入准比例复数积分避免了解耦，并提升了系统在谐波抑制、响应速度及抗扰能力等方面的性能，同I时对系统阻抗产生了有利的影响。功率环改进后消除了线路阻抗对功率分配的影响，并能维持供电电压稳定，且有效减小了功率波动，使系统的动静态性能同时得到了改善。关键词：离网模式，分布式电源，下垂控制，传输阻抗，功率分配IIRESEARCHONPARALLELCONTROLSTRATEGYOF

7、DISTRIBUTEDGENERATIONINVERTERINMICROGRIDABSTRACTWiththerapiddevelopmentofsociety,thesituationofelectricityshortageisincreasing,thisexacerbatesthepressureoftraditionalnonrenewableresourcesundoubtedly,andtheresultingecologicalenvironmentandsocialproblemsshouldnotbeunderestim

8、ated.Sopeoplebegantofocusonthedevelopmentandutilizationofnewenergysources,suchassolarener