电压跌落条件下并网逆变器锁相环与电流控制技术研究

大量使用化石燃料造成的能源问题和环境问题,使可再生能源的利用得到了越来越广泛的关注。并网逆变器在可再生能源发电系统中作为能量处理的关键单元,需实现电压电流转换、与公共电网匹配等功能。随着可再生能源发电系统装机容量不断提高,其占公共电网比重已经不可忽略。因此并网逆变器应具备低电压穿越能力,即在电网出现电压跌落时不可直接被动式解列,而应按一定要求保持并网,甚至对电网提供频率和电压支撑以帮助电网从故障中恢复。 锁相环技术和电流控制技术是并网逆变器实现低电压穿越的关键技术。论文首先对这两项技术在并网逆变器中的应用进行了总结。在第二、三章中,论文进一步分析了这两项技术在电压跌落条件下的理论和应用。在对常用的未经改进的dq锁相环性能进行了仿真分析的基础上,针对电网电压不对称跌落时和有谐波畸变时的电压负序分量导致锁相误差的问题,推导了几种可实现锁相环前置滤波的相序分离方法,并对加入相序分离模块的锁相环性能进行了仿真分析。而针对电网电压不对称跌落导致的负序并网电流问题,在对锁相环分析的基础上对电流控制方法进行了改进,并对改进后的控制方法进行了仿真分析。 在此基础上,第四章中进行了实验验证,完成了一则工程实例。首先,对一个并网逆变器进行了稳态工作时、不同电压跌落等级下的对称跌落实验,验证了第二、三章中提出的改进方法在这些情况下的有效性。其次,针对一种需要进行老化测试的LED恒流驱动电源,给出了一个能馈型电子负载的工程实例。