大功率電網(wǎng)模擬器的拓撲與控制研究.pdf

1、由于清潔性以及經(jīng)濟性,分布式發(fā)電被視為未來電力行業(yè)發(fā)展的重要方向。近年來,隨著越來越多的分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng),各國電網(wǎng)公司都對分布式發(fā)電系統(tǒng)提出了新的嚴格要求,即要求在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時分布式發(fā)電系統(tǒng)可以繼續(xù)并網(wǎng)運行并發(fā)出有功或無功來支持電網(wǎng)。因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)的研究中,研究系統(tǒng)在這些故障條件下的運行特性非常重要。
　　 然而由于電網(wǎng)的目標(biāo)是提供標(biāo)準的三相正弦電壓,各種形式的電網(wǎng)故障并不常見。因此在對分布式發(fā)電系統(tǒng)進行測試時,僅

2、通過電網(wǎng)很難復(fù)現(xiàn)出故障情況,需要專門的設(shè)備或儀器來模擬上述故障。
　　 為了滿足研究需要,本文提出了一種高性能的多功能電網(wǎng)模擬器,不僅可以輸出正常的電網(wǎng)電壓,而且可以模擬諸如電壓跌落、頻率偏移、三相不平衡以及電壓包含諧波等常見故障。
　　 根據(jù)常見的電網(wǎng)故障和相關(guān)的國際標(biāo)準要求,本文總結(jié)了電網(wǎng)模擬器應(yīng)實現(xiàn)的功能。包括:模擬正常情況下的標(biāo)準電網(wǎng)電壓,模擬諸如電壓跌落(包括平衡跌落和不平衡跌落)、電壓變動、頻率偏移、電壓三相

3、不平衡、諧波和間諧波畸變等電網(wǎng)故障。
　　 研究了電網(wǎng)模擬器的主電路形式,將整個系統(tǒng)分為三個單相子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)模擬電網(wǎng)的其中一相。三個子系統(tǒng)均為AC-DC—AC的形式。在AC-DC環(huán)節(jié),采用三相PWM整流器使得能量可以回饋電網(wǎng),實現(xiàn)系統(tǒng)的四象限運行；DC-AC環(huán)節(jié)采用單相PWM逆變器產(chǎn)生交流電壓以模擬電網(wǎng)。
　　 給出了系統(tǒng)控制的設(shè)計過程,將模擬器的工作模式分為基波模式和諧波模式,在不同的工作模式下采用不同的控制方法

4、?；Ｊ较履M電壓跌落、頻率偏移、三相不平衡等對系統(tǒng)動態(tài)性能要求較高的故障情況,因此采用雙閉環(huán)控制方法,諧波模式下采用電壓有效值反饋的控制方式以保證高次諧波電壓的輸出。由于輸出LC濾波器可以看作是一個隨著頻率變化增益不斷變化的放大器,因此本文分析了LC濾波器的幅頻特性,并研究了LC濾波器對高次諧波的放大作用。并且在諧波電壓的控制過程中,采用了在諧波電壓給定環(huán)節(jié)加了前饋系數(shù)的方式來抑制主電路對高次諧波電壓的放大。
　　 最后搭建