面向微电网的并网逆变器谐振原理分析开题报告

 2022-10-08 10:36:17

1. 研究目的与意义

经过近几年的研究发展,分布式并网发电技术已经受到了学术界及工业界的高度重视。其中微电网概念受到国内外广泛关注和研究。随着分布式发电单元在微电网中渗透率的加大,微电网中多台并联逆变器与电网构成的阻抗网络,可能在谐波源干扰下引起公共耦合点(point of common coupling,PCC)或阻抗网络内部的谐波电流被放大,各个发电单元因为控制特性差异和输出阻抗特性不同又使得问题进一步的复杂化,这不仅降低微电网的电能质量,而且可能造成阻抗网络的不稳定。逆变器与电网间的谐波交互分析,现已成为国内外研究热点。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

(1)了解微电网的概念;

(2)掌握并网逆变器的构成及工作原理;

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

3. 国内外研究现状(文献综述)

近年来分布式发电得到了大力的发展,但其本身也存在着一些不足,为了弥补和克服分布式发电系统并网运行时引起的电能质量变差及可靠性降低等问题,同时发挥出分布式电源的价值和其效益优势,微电网技术作为一个非常前沿的研究领域,受到国内外的广泛关注和研究[1]。CERTS定义的微电网要设计成当主电网发生故障时微电网微电网与主电网无缝解列或成孤岛运行,一旦故障去除后便可以与主电网重新连接,这种微电网在与之相连的配电系统中被视为一个自控型实体,保证重要用户电力供应的不间断,提高供电的可靠性,减少馈线的损耗,对当地电压其支持和矫正作用。但在微电网系统中分布式电源和储能装置大多通过逆变器在公共连接点并联接入微电网,从而构成了微电网的多逆变器环境[2]。且单个并网逆变器一般采用LCL滤波器,随着并网发电系统穿透率的提升,公共连接点阻抗的变化会使PCC处的电压对功率波动更加敏感,而PCC处的电压波动又可能导致局部逆变器并网系统的谐振,这一局部逆变器并网系统的谐振又可能进一步导致全局并网系统谐振的发生[3]。

上述问题的存在对电网安全运行和电网的电能质量有着很大的威胁,因此对逆变器的谐振原理的分析和抑制策略的研究也引起了广泛的关注。而从阻抗角度对并网逆变器建模,是从源头分析谐振问题的最有效方法。文献[4]建立包含控制的单台逆变器输出阻抗模型,从阻抗角度分析谐波的交互作用,同时提出减小谐波影响的逆变器阻抗限制条件;文献[5]在文献[4]的基础上,考虑逆变器的死区效应和开关器件非理想特性等非线性因素的影响,在分析阻抗网络谐振机理的基础上,以 LCL单相并网逆变器系统为例详细推导基于并网电流和电容电流双闭环控制的精确输出阻抗模型。文献[6]将逆变器控制系统引入到多模块并网系统中进行阻抗建模和谐波交互分析,然而,该建模方法把并网逆变器简化成一个线性系统,并未考虑系统非线性因素对模型准确性的影响,这将造成分析结果产生一定偏差。文献[7]进一步对三相并网系统作深入研究,以LCL 型三相并网逆变器为例,提出在dq 旋转坐标系下对入网电流和滤波电容电流双闭环系统进行输出阻抗建模,并通过前馈解耦策略消除 d轴和 q轴控制环路之间的耦合阻抗。此外,在全面分析系统非线性因素对模型精确性影响的基础上,将数字控制延时引入使所建模型能够更精确地反映实际并网逆变器的输出阻抗特性,从而增加多逆变器系统与电网交互影响分析结果的准确性和实用型。最后对多个并网逆变器并联系统与电网构成的分布式阻抗网络进行有效建模与交互影响分析。文献[8]建立逆变器输出电压到网侧电流的传递函数,同时分析滤波器参数对谐振频率的影响;文献[3]建立包括电网电压前馈和脉宽调制谐波特性的单台逆变器小信号模型并拓展至多台,提出一种多台并联逆变器的系统简化方法,并分析数字控制及载波的非同步对谐波交互的影响。文献[9]建立包含电网电压前馈的 PQ控制逆变器输出阻抗模型,分析网侧阻抗对单台逆变器谐振频率的影响;对堆栈型和二叉树型 2种典型结构的阻抗计算式进行详细推导,并提出一种基于遍历的复杂结构阻抗计算方法;推导不同位置谐波源到各支路电流的传递函数,通过传递函数波特图分析各支路电流的谐振频率。

总之,现在国内外对并网逆变器谐振的研究都是基于建模分析,只有对谐振原理更为深刻的认识和了解,才有更好的谐振的抑制策略。

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

4. 研究方案

(1)根据原始资料,确定本次设计的具体运行方案;

(2)建立单相逆变器输出阻抗模型;

(3)建立三相逆变器输出阻抗模型;

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

5. 工作计划

提前进行毕业设计课题相关知识复习;

第1周 查找有关课题的参考书和中英文文献,自己进行学习研究,做有关了解;

第2周 阅读有关课题的书籍及文献,完成英文资料翻译,完成校对并做修饰;

剩余内容已隐藏,您需要先支付 1元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。