適于光伏并網(wǎng)LVRT的三相不平衡鎖相環(huán)研究

【摘要】：低電壓穿越能力(LVRT)是光伏并網(wǎng)控制技術(shù)中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其會(huì)影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，而快速準(zhǔn)確地檢測(cè)到電網(wǎng)電壓跌落的幅值和相位，是光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行相應(yīng)低電壓穿越控制的前提條件。目前，傳統(tǒng)的三相不平衡鎖相方法僅限于三相四線制并網(wǎng)系統(tǒng)，無法應(yīng)用于三相三線制系統(tǒng)，同時(shí)，傳統(tǒng)方法都會(huì)受到直流電壓偏移的影響。文章針對(duì)這些缺點(diǎn)并以實(shí)際項(xiàng)目為背景，研究了一種無中線三相不平衡鎖相環(huán)，為光伏并網(wǎng)低電壓穿越控制提供技術(shù)支撐。 論文首先對(duì)傳統(tǒng)的有中線三相不平衡鎖相方法展開了研究。對(duì)單同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)(SSRF-PLL)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，建立其數(shù)學(xué)模型；研究了解耦雙同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)(DDSRF-PLL)的設(shè)計(jì)思想，推導(dǎo)其解耦關(guān)系式；深入研究了雙二階廣義積分器鎖相環(huán)(DSOGI-PLL)的工作原理；最后比較了三種鎖相算法優(yōu)點(diǎn)和不足，并在此基礎(chǔ)上提出一種新型無中線三相鎖相方案。 重點(diǎn)研究了無中線三相不平衡鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)方法。文章在闡述基于正交信號(hào)發(fā)生器鎖相環(huán)的工作原理的基礎(chǔ)上，提出了一種基于改進(jìn)二階廣義積分器的正交信號(hào)發(fā)生器，該正交信號(hào)發(fā)生器可以有效地消除電網(wǎng)電壓直流偏移的影響，同時(shí)適用于雙二階廣義積分器鎖相環(huán)(DSOGI-PLL)。利用三角形面積公式及定理將線電壓向量轉(zhuǎn)換成相電壓向量，最終實(shí)現(xiàn)了無中線三相不平衡鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)。 對(duì)鎖相環(huán)的電網(wǎng)適應(yīng)性進(jìn)行了仿真分析研究。利用MATLAB中SIMUlink軟件搭建了三種有中線三相不平衡鎖相環(huán)仿真模型，及無中線三相不平衡鎖相環(huán)仿真模型，為研究鎖相環(huán)的電網(wǎng)適應(yīng)性，分別在電網(wǎng)電壓不平衡、電壓暫降、諧波干擾、電壓偏移等惡劣電網(wǎng)情況下對(duì)各種鎖相環(huán)進(jìn)行了仿真分析比較，并對(duì)其耐受能力和響應(yīng)特性加以驗(yàn)證。 將論文所提出的無中線三相不平衡鎖相方法應(yīng)用于三相光伏產(chǎn)品樣機(jī)開發(fā)，該產(chǎn)品樣機(jī)是基于TMS320F2812搭建的15kW的三相光伏逆變器。對(duì)該樣機(jī)進(jìn)行了電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試，通過實(shí)驗(yàn)分析比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了無中線三相不平衡鎖相方法的正確性和可行性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足光伏并網(wǎng)低電壓穿越控制的鎖相要求。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 三相不平衡 低電壓穿越 鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景與研究的目的和意義8-10
• 1.2 鎖相環(huán)技術(shù)概述10-12
• 1.2.1 鎖相環(huán)的工作原理10
• 1.2.2 鎖相環(huán)的發(fā)展10-11
• 1.2.3 鎖相環(huán)的分類11-12
• 1.3 鎖相環(huán)方法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 有中線三相不平衡鎖相環(huán)研究16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 單同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)(SSRF-PLL)16-19
• 2.2.1 單同步參考坐標(biāo)系16-18
• 2.2.2 數(shù)學(xué)模型的分析18-19
• 2.3 解耦雙同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)(DDSRF-PLL)19-25
• 2.3.1 雙同步解耦坐標(biāo)系19-22
• 2.3.2 鎖相模型的建立22-25
• 2.4 雙二階廣義積分器鎖相環(huán)(DSOGI-PLL)25-27
• 2.5 三種鎖相環(huán)比較分析27-30
• 2.5.1 傳統(tǒng)鎖相環(huán)理論比較27-29
• 2.5.2 新鎖相方案的提出29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 無中線三相不平衡鎖相環(huán)研究31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 基于正交信號(hào)發(fā)生器的鎖相環(huán)31-33
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)模型的建立31-32
• 3.2.2 工作原理的分析32-33
• 3.3 正交信號(hào)發(fā)生器33-39
• 3.3.1 基于數(shù)學(xué)變換的正交信號(hào)發(fā)生器33-35
• 3.3.2 基于二階廣義積分器的正交信號(hào)發(fā)生器35-38
• 3.3.3 改進(jìn)的二階廣義積分器38-39
• 3.4 線相電壓轉(zhuǎn)換39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 三相不平衡鎖相環(huán)的仿真研究42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 不同情況下電網(wǎng)適應(yīng)性理論分析42-45
• 4.2.1 電壓偏移分析42-43
• 4.2.2 電壓幅值不平衡分析43-44
• 4.2.3 電壓諧波分析44-45
• 4.3 有中線三相不平衡鎖相環(huán)電網(wǎng)適應(yīng)性仿真45-50
• 4.3.1 有中線三相鎖相環(huán)比較45-49
• 4.3.2 改進(jìn)后 DSOGI-PLL 比較49-50
• 4.4 無中線三相不平衡鎖相環(huán)電網(wǎng)適應(yīng)性仿真50-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 實(shí)驗(yàn)分析與驗(yàn)證56-67
• 5.1 引言56
• 5.2 鎖相環(huán)硬件設(shè)計(jì)56-60
• 5.2.1 TMS320F2812 控制器56-57
• 5.2.2 電壓采樣電路設(shè)計(jì)57-59
• 5.2.3 電流采樣電路設(shè)計(jì)59-60
• 5.3 鎖相環(huán)軟件設(shè)計(jì)60-63
• 5.3.1 程序流程框圖60-61
• 5.3.2 控制系統(tǒng)離散化61-63
• 5.4 三相不平衡電網(wǎng)適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)分析63-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

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