分布式发电系统并网逆变器控制方法研究

随着电力需求的迅速增长,以及世界各国对环保和可再生能源问题的日益重视,分布式发电已经逐渐成为电力系统的重要研究方向,而分布式发电技术需要功率因素高,谐波污染少的大功率整流逆变系统作为其能量转换装置。并且,传统的逆变装置由于其非线性而存在谐波污染大、输出电压电流波形畸变严重和功率因数低等缺点,这更加促使人们对并网逆变器的研究。本文针对电压型并网逆变器系统的上述缺点进行了相关的研究,其主要内容如下: 本文首先介绍了分布式发电系统和并网逆变的相关技术指标以及目前相关的研究方向。然后分别建立了三相电压源型并网逆变器在三相静止ABC坐标下、两相静止αβ坐标系下和两相旋转dq坐标系下的数学模型,并分析指出了死区时间及非线性负载是造成逆变器输出波形畸变的主要原因。 在分析三相电压源并网逆变器的主要控制方法的基础上,详细介绍了空间矢量调制的计算方法;建立了整个并网系统电压电流双闭环控制的传递函数,设计了系统中的关键参数;给出了PI控制器的系统仿真,验证了并网运行的稳定性。 在分析输出波形畸变原因的基础上引进重复控制理论,提出基于PI+重复控制的新型谐波抑制控制方法,并给出具体的设计方法及具体参数。 建立了三相电压源逆变器并网运行系统的仿真模型,比较分析了在阻性负载、非线性负载、死区时间条件下瞬时值PI控制器与PI+重复控制器的控制效果。仿真实验结果表明,本文提出的PI+重复控制器能很好的抑制谐波畸变,且系统动态特性大大提高。 最后对本文工作做了总结,确定今后要研究的工作方向。