三相并网孤岛双模式逆变器切换技术研究

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1、硕士学位论文三相并网/孤岛双模式逆变器切换技术研究StudyontheModeTransferTechniqueofThree-PhaseGrid-Connected/IslandedDual-ModeInverter作者：张祺导师：伍小杰教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TM464学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文三相并网/孤岛双模式逆变器切换技术研究StudyontheModeTransferTechniqueofThree-PhaseGrid-Connected/Islande

2、dDual-ModeInverter作者张祺导师伍小杰申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向分布式发电答辩委员会主席郝继飞评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生张祺在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本论文是在伍小杰教授的悉心指导下完成的。伍老师高深的学术造诣、开拓创新的科研精神、严谨细致的

3、治学态度、高度负责的工作作风，给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅，是我学习的榜样。在此，谨向我的导师致以深深的敬意和真挚的感谢！在课题的完成过程中，感谢耿乙文老师的无私帮助和关怀，感谢李小强博士的悉心指导，感谢闫庆增、景汝峰等师兄在学习上的帮助，感谢施向前、周勤奋、戴华夏三年实验室学习期间的互帮互助，感谢实验室各位师弟、师妹在学习和生活中的帮助和支持！尤其感谢王凯等师弟在实验样机搭建及实验方面的协助！在研一期间，有幸参与实验室与烟台东方电子玉麟电气有限公司合作的500kW光伏并网逆变器项目，熟悉了控制器及相关硬件知识，巩

4、固并强化了理论基础知识，提升了自身的现场调试能力。在此，向实验室和烟台东方电子玉麟电气有限公司表示感谢！另外，还要感谢我的家人，感谢父母的养育之恩，感谢他们一如既往的无私关心、鼓励、支持！最后，向所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友们敬礼！摘要并网/孤岛双模式逆变器主要应用于新能源分布式发电系统。新能源分布式发电以其巨大的环境、社会及经济效益而愈发受到重视，其关键性技术成为研究热点。本文以三相并网/孤岛双模式逆变器为研究对象，对三相并网/孤岛双模式逆变器运行模式间的切换技术进行了相关分析与研究。本文分析了三相双模式逆变器

5、的系统运行，对三相双模式逆变器进行了数学建模，分别介绍了并网运行及孤岛运行的控制策略，仿真验证了两种模式运行下逆变器控制策略的合理性及正确性。对双模式逆变器的切换过程进行了分析，阐述了三相双模式逆变器运行模式间切换的基本算法，并分析比较了并网开关与控制模式之间切换顺序差异的切换过渡过程，针对并网运行模式切换至孤岛运行模式时电压外环PI调节器输出饱和问题做了相关改进；为了保证双模式逆变器由孤岛模式至并网模式的平滑切换，提出了一种基于下垂控制的并网预同步技术。仿真结果验证了本文给出的双模式逆变器切换控制算法的正确性。为了实现

6、孤岛的快速准确检测，阐述了基于阻抗检测的孤岛检测技术的基本原理，分析比较了开关谐波法、小信号注入法两种电网阻抗检测方法，选取基于非特征次间谐波小信号注入法的电网阻抗在线检测方法，仿真验证了该方法的正确性与可行性。为了验证相关理论的正确性，本文搭建了5kVA三相双模式逆变器样机平台。对三相并网/孤岛双模式逆变器实验平台进行主电路参数设计及器件选型，设计了系统的控制算法，分别对三相双模式逆变器的并网运行控制策略、孤岛运行控制策略、并网运行切换至孤岛运行、孤岛运行切换至并网运行的控制策略进行了实验验证，实验结果表明所分析的模式

7、切换控制方法的正确可行。关键词：分布式发电；双模式逆变器；并网运行；孤岛运行；模式切换IAbstractGrid-connected/islandeddual-modeinverterismainlyappliedinnewenergydistributedgeneration(DG)system.Asforthepositiveinfluencesonenvironment,societyandeconomy,DGsystemhasbeenpaidmoreandmoreattention,thekeytechnique

8、sofwhichhavebeenthehotpotofresearch.Inthisthesis,theoperationofthree-phasedual-modeinverterhasbeenanalyzed.Thedual-modeinverterhasbeenmodeledandcontrolmethodsi