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《南京航空航天大学》 2014年
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基于下垂控制的三相逆变器并联技术研究

房玲  
【摘要】:近年来,分布式新能源发电由于其具有安全可靠、节能环保、技术先进等优点,并且分布式发电与大电网相结合还能提高系统的安全性与灵活性,被能源和电力专家一致认为是21世纪电力工业的主要发展模式。随着分布式发电技术的不断发展,对其容量、稳定性、可扩展性等提出了更高的要求,逆变器并联是一种行之有效的解决措施,是实现上述要求的基础。此外,在航空场合,随着多电飞机及全电飞机的推广,机载电子设备的不断增加,逆变器并联技术也表现出了很好的应用前景,可解决机载电源系统对容量、稳定性、可靠性和可扩展性等方面的需求。因此,研究逆变器并联技术具有重要意义。 本文首先回顾总结了现有逆变器并联系统的结构和控制方法,相比而言,下垂控制方法具有抗干扰能力强、扩容和维护方便、运行可靠等突出优点而被广泛关注,是当前的研究热点和重点。但是,采用下垂控制的逆变器并联系统稳定性及系统参数设计还有待深入分析。因此,本文选择基于下垂控制策略的三相逆变器并联系统展开研究,旨在深入探讨并联系统的稳定性,优化设计系统的各项参数,提高系统的性能指标,为下垂控制策略的优化设计提供理论指导。 随后,本文利用动态相量法对采用传统下垂控制的逆变器并联系统进行小信号建模。在此基础上,通过对有功-频率下垂系统及无功-幅值下垂系统的稳定性进行深入的分析,推导了能维持系统稳定运行的频率及电压幅值下垂系数的取值范围,并给出了优化设计的方法,为工程设计奠定了理论基础。并针对传统下垂控制方式存在的动态性能较差、具有静态误差等缺点,论文介绍了一种改进的下垂控制方式。通过对该改进型下垂控制方式进行小信号建模分析,找出了下垂方程中各项参数对系统性能影响的规律,从而给出了各个参数的优化设计方法,为后续研究提供了理论基础。 其次,论文基于MATLAB/Simulink平台,分别搭建了采用传统下垂控制方式和改进型下垂控制方式的逆变器并联系统仿真模型。同时,设计了一套基于TMS320F28335的三相逆变器并联实验平台,给出了系统的硬件设计和软件设计,并在此平台上对上述理论进行了实验验证。仿真和实验结果表明采用下垂控制策略的逆变器并联系统能够很好地实现电流及功率的均分,动态响应良好,验证了理论分析的正确性和可行性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM464

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【参考文献】
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