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分布式发电装置控制系统的设计和研究

陈理  
【摘要】:目前,由于传统能源的枯竭和环境污染的影响,可再生能源的开发和利用已越来越受到重视,基于电力电子变流技术的接口装置为“新能源”供电开辟了广阔的发展前景,因此变流装置控制器的研究已成为分布式发电技术中一个热门的课题。本文致力于分布式发电装置在不同供电模式下控制系统的设计和研究。 文中首先介绍了分布式发电装置作为唯一供电电源模式下控制系统的设计,通过对三相逆变器数学模型的分析,在旋转坐标系下设计了电压电流双环控制系统,并根据截止频率和相位裕量的关系来选取PI控制器参数,合理选择SPWM开关频率和输出滤波器,在仿真模型上实现了输出稳定可靠,抗扰动性能较好的三相逆变型分布式电源。 在分布式发电装置与电网并联运行的模式下,通过分析逆变型分布式电源“负荷”特性的基础上,提出基于功率电流双环控制策略的逆变系统,通过合理选取功率控制环、电流控制环、软件锁相环的PI控制器,以及合理设计并网隔离变压器,获得了稳态及动态性能良好的分布式发电并网逆变装置,并在MATLAB上实现了仿真模型。 在分布式电源多机并联运行的模式下,通过分析两台分布式发电装置并联运行时的环流特性和输出功率,提出了采用基于无互联线下垂特性的控制策略,获得了环流抑制以及功率动态分配良好的并联运行模型,并在仿真上实现了理论假想。 文中介绍了本项目硬件系统的搭建和实现,采用三菱PS50CLA120 IPM智能模块作为主逆变桥路,德州公司的TMS320LF2407信号处理器作为控制芯片,同时对逆变接口的辅助电路的设计进行了详细的介绍,并说明了整个硬件电路所采用的抗干扰措施。 文章最后,分析了分布式发电装置在“孤岛”状态下的措施,并提出了综合性并网控制系统实现的可能性以及相应的控制策略,并确定了本项目今后所要研究的方向。


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