T型三電平逆變器并聯(lián)系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、隨著化石能源的逐漸消耗和環(huán)境污染的日益加重，世界各國(guó)都面臨著愈加嚴(yán)峻的能源和環(huán)境壓力。諸如太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源是解決環(huán)境污染和能源危機(jī)的重要途徑，大力發(fā)展綠色清潔的新能源成為解決發(fā)展和能源環(huán)境之間矛盾的關(guān)鍵性突破口和必由之路。
　　逆變器作為能量轉(zhuǎn)換的接口，在新能源發(fā)電中扮演著十分關(guān)鍵的角色，其中，三電平逆變器因其波形質(zhì)量好、開(kāi)關(guān)應(yīng)力小得到了廣泛的應(yīng)用。單臺(tái)逆變器的容量有限，通過(guò)將逆變器進(jìn)行并聯(lián)可以有效地提高系統(tǒng)的功率等級(jí)，同

2、時(shí)并聯(lián)系統(tǒng)還具有可靠性高，配置靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的關(guān)注和研究。然而當(dāng)逆變器并聯(lián)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生零序環(huán)流，零序環(huán)流使輸出電流畸變，降低系統(tǒng)效率，甚至危害系統(tǒng)的安全，因此需要加以抑制。本文以T型三電平逆變器為研究對(duì)象，對(duì)三電平逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流抑制問(wèn)題進(jìn)行了研究，分析了零序環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理，建立了其數(shù)學(xué)模型，并提出了相應(yīng)的控制策略。本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行課題研究和系統(tǒng)設(shè)計(jì):
　　1、分析了T型三電平逆變器的工作原理，建立了不同坐標(biāo)系

3、下的數(shù)學(xué)模型;研究了空間矢量調(diào)制策略及其載波實(shí)現(xiàn)方式;設(shè)計(jì)了電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，為了便于控制參數(shù)的整定，對(duì)控制器進(jìn)行了歸一化處理，并在此基礎(chǔ)上增加了電流前饋解耦和電網(wǎng)電壓前饋。
　　2、在考慮濾波器參數(shù)不同和中點(diǎn)電位不平衡的情況下，分別對(duì)兩臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)和多臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，建立了其數(shù)學(xué)模型;分析了中點(diǎn)電位不平衡對(duì)零序環(huán)流的影響，引出了更為合理的三電平并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);對(duì)于多臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，還分析了各臺(tái)逆變器零序環(huán)流之間的

4、耦合關(guān)系。
　　3、針對(duì)兩臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)零序環(huán)流抑制問(wèn)題，首先提出了基于預(yù)測(cè)控制的零序環(huán)流抑制方法，將其應(yīng)用于兩電平并聯(lián)系統(tǒng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。針對(duì)三電平并聯(lián)系統(tǒng)，分別提出了基于最優(yōu)控制和PI+前饋控制的零序環(huán)流抑制策略。最優(yōu)控制環(huán)流抑制策略通過(guò)建立目標(biāo)函數(shù)求得最優(yōu)的調(diào)整量，并將其加入到調(diào)制波中，PI+前饋環(huán)流抑制策略則是通過(guò)引入前饋來(lái)消除環(huán)流的三次諧波分量和環(huán)流跳變。
　　4、多臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)更具實(shí)用價(jià)值

5、，針對(duì)多臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)零序環(huán)流抑制問(wèn)題，本文提出了兩種控制策略。首先將兩臺(tái)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中的最優(yōu)控制方法擴(kuò)展到了多臺(tái)并聯(lián)系統(tǒng)。然后針對(duì)各臺(tái)逆變器環(huán)流的耦合問(wèn)題，對(duì)逆變器環(huán)流進(jìn)行了狀態(tài)重組，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用了PI+前饋的策略來(lái)抑制系統(tǒng)環(huán)流。對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能存在的某臺(tái)逆變器啟動(dòng)和停機(jī)問(wèn)題，本文也提出了有效的啟停策略，保證在切換過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)零序環(huán)流的沖擊。
　　5、搭建了基于dSPACE的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)