（电力系统及其自动化专业论文）独立并网双模式逆变器控制技术研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文独立/并网双模式逆变器控制技术研究姓名：过亮申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：谢少军20080201南京航空航天大学硕士学位论文摘要新能源分布式发电系统需用到独立/并网双模式逆变器。本文研究独立/并网双模式逆变器的控制策略，包括进网电流控制和模式间切换过程控制策略。文中首先对电流控制型并网逆变器进行了研究，详细分析了其工作原理，采用了电网电压前馈补偿控制消除电网电压畸变对进网电流质量的影响，解决并网启动时直流输入电压过高的问题，并有效减小了控制系统稳态误差。制作了1kW电流控制型并网逆变器实验样机进行实验验证，实验结果表明该控制方案性能良好，运行稳

2、定可靠，适合于工程化应用。针对高频谐波抑制问题，分析了LCL型滤波器，给出了设计原则和方法，仿真结果表明合理设计LCL型滤波器可以有效抑制高频谐波。其次，文中对双模式逆变器模式间切换过程进行了研究，给出了一套运行方式切换控制策略，从而可以实现逆变器运行模式的自由切换。该切换控制策略包含有孤岛检测算法和无缝切换算法两个关键控制算法。本文研究了主动式有功扰动与被动式检测相结合的孤岛检测方法，实验结果表明可有效消除孤岛检测盲区。研究的无缝切换算法通过合理控制并网开关时刻和控制器转换时刻，有效避免了模式转换过程中逆变器输出电压突变。最后，针对现有无缝切换算法中的缺点，文中提出了一种新的基于间接电流控制

3、方法的独立/并网双模式逆变器控制策略，通过采用间接电流控制技术把并网运行时的电流控制转为电压控制，与独立控制模式的电压控制方式相结合，真正实现两个运行方式之间的无缝切换。针对间接电流控制技术对锁相环的精度要求，本文研究并设计了高精度的数字锁相环。仿真和实验验证了该间接电流控制策略可行，切换过程控制简单可靠，适合于独立/并网双模式逆变器。关键词：并网逆变器，无缝切换，孤岛检测，双模式，间接电流控制，分布式发电系统i独立/并网双模式逆变器控制技术研究ABSTRACTTheutilityinterfaceinverterwiththefunctionofgrid-connectedmodeandst

4、and-alonemodeisneededinrenewableenergyanddistributedgenerationsystem.Characteristicsandcontrolstrategiesofthedouble-modeinverterhavebeenresearchedinthepaper,includingtheinjectioncurrentcontrolandmodetransfercontrol.Firstly,thedirectcurrentcontrolstrategyforgrid-connectedmodeisstudied.Gridvoltagefeed

5、backcontrolisusedtopreventhighDCvoltageoftheinputwhentheinverterisstarting.A1kVAsinglephasefullbridgehasbeenimplementedtoverifytheanalysis.Inordertoimprovethehighorderharmonics,LCLfilterisdiscussedinthepaper,designguidelineofthefilterisalsogiven.Secondly,inordertokeepasmoothvoltageprofileacrossthecr

6、iticalloadforthetransitionbetweengrid-connectedmodeandstand-alonemode,acontrolstrategycomprisingtheislandingdetectionalgorithmandtheseamlesstransitionalgorithmisproposed.Thirdly,anovelindirectcurrentcontrolalgorithmfordouble-modeinverterhasbeenproposedtoimprovetheseamlesstransitionalgorithm,whichcan

7、controltheoutputvoltageoftheinverterbothingrid-connectedmodeandstand-alonemode.Simulationresultsandexperimentresultsareprovidedtovalidatethealgorithm.Keywords:Grid-connectedinverter,Islandingdetection