弱網(wǎng)下直驅(qū)風(fēng)電LCL型并網(wǎng)變流器研究

【摘要】：風(fēng)能可以持續(xù)循環(huán)利用且清潔無污染，是理想的傳統(tǒng)化石能源的替代能源。風(fēng)電場與風(fēng)電機(jī)組多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，須經(jīng)長傳輸線接入電網(wǎng)，屬弱網(wǎng)工況。弱網(wǎng)下電網(wǎng)等效的阻抗變動將影響并網(wǎng)電流控制，研究風(fēng)電穩(wěn)定并弱網(wǎng)具有重要現(xiàn)實意義。直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組多采用LCL濾波器替代單L濾波器，弱網(wǎng)下LCL的控制策略更為復(fù)雜和困難。 首先，研究弱網(wǎng)下LCL的穩(wěn)定性。穩(wěn)定是對控制系統(tǒng)最基本的要求，LCL的諧振峰容易導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要實施相應(yīng)的有源阻尼策略。有源阻尼主要有基于濾波器有源阻尼和多環(huán)路有源阻尼?；跒V波器的有源阻尼，濾波器阻尼特性隨著電網(wǎng)等效阻抗變動有可能失效，不適用于弱網(wǎng)。多環(huán)路有源阻尼中的離散狀態(tài)空間反饋有源阻尼，可以針對電網(wǎng)等效阻抗變動靈活配置系統(tǒng)零極點，可以適用于弱網(wǎng)。本文根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)特性提出了極點配置的配置目標(biāo)，提出了三個約束條件，推導(dǎo)了約束不等式，給出了系統(tǒng)零極點配置的具體方法。 其次，研究弱網(wǎng)下電網(wǎng)諧波抑制策略。在系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上研究電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)，以提高并網(wǎng)電流電能質(zhì)量。LCL電網(wǎng)諧波抑制方案主要有基于比例諧振（PR）控制器諧波抑制方案和電網(wǎng)電壓前饋諧波抑制方案?；赑R控制器諧波抑制方案，受系統(tǒng)帶寬限制，PR控制器容易使系統(tǒng)失穩(wěn)，不適用于弱網(wǎng)。電網(wǎng)電壓前饋諧波抑制方案，不會影響前向通道，不會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文考慮了離散控制系統(tǒng)中采樣延時和控制延時，在離散域中推導(dǎo)了電網(wǎng)電壓全前饋表達(dá)式，分析了其導(dǎo)納特性。 然后，研究電網(wǎng)電壓觀測器與系統(tǒng)參數(shù)魯棒性。電網(wǎng)電壓觀測器觀測出電網(wǎng)電壓，替代檢測不到的電網(wǎng)電壓，作為前饋通道的輸入。本文闡明了電網(wǎng)電壓觀測器的原理，給出了電網(wǎng)電壓觀測器的設(shè)計方法，分析了電網(wǎng)電壓觀測器的弱網(wǎng)適用性。本文分析了阻尼特性、電網(wǎng)電壓前饋和系統(tǒng)總體控制的參數(shù)魯棒性。 最后，根據(jù)整個控制系統(tǒng)的理論分析結(jié)果，進(jìn)行了仿真分析和實驗驗證。 【關(guān)鍵詞】：弱網(wǎng) LCL 離散狀態(tài)空間反饋有源阻尼 離散域電網(wǎng)電壓全前饋 電網(wǎng)電壓觀測器
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況11-12
• 1.3 主要研究內(nèi)容12-15
• 2 弱網(wǎng)下 LCL 穩(wěn)定性研究15-26
• 2.1 適用于弱網(wǎng)的有源阻尼策略15-19
• 2.2 弱網(wǎng)下離散狀態(tài)空間反饋零極點配置法19-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 弱網(wǎng)下電網(wǎng)背景諧波抑制策略研究26-37
• 3.1 電網(wǎng)背景諧波抑制策略26-28
• 3.2 弱網(wǎng)下電網(wǎng)背景諧波抑制策略穩(wěn)定性研究28-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 電網(wǎng)電壓觀測器與系統(tǒng)參數(shù)魯棒性研究37-46
• 4.1 電網(wǎng)電壓觀測器37-41
• 4.2 系統(tǒng)參數(shù)魯棒性研究41-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 5 仿真分析與實驗驗證46-60
• 5.1 仿真分析46-50
• 5.2 實驗驗證50-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60-61
• 6.2 課題展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66

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