带谐波抑制功能的分布式发电并网逆变器研究.pdf

山东理工大学
硕士学位论文
带谐波抑制功能的分布式发电并网逆变器的研究
姓名:宗芝荣
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:胡希同;赵艳雷
20090420
摘要源利用方案得到迅速的推广,使得分布式发电备受关注,即将成为世界各国重要的发其次对并网逆变器控制系统的软硬件进行了分块设计:对逆变系统的疍转换电路、逆变驱动电路、藕欧⑸缏返鹊缏方辛讼晗傅胤治龊退得鳌@肈主控芯片诓康腟异步串行通信接口实现了逆变器的人机交互功能,变电源的输出有功功率及消除谐波的实验并给出了装置样机的实物图以及实验本文所做工作拓宽了带有分布式发电的配电网谐波治理的思路,对推动我国节关键词:分布式发电;并网逆变器;谐波抑制;瞬时无功理论随着“节能环保”概念的提出,以解决电力紧张,环境污染等问题为目的的新能电形式。带有分布式电源的配电网及电力电子装置的大量应用致使电能质量下降,如何将分布式发电系统的能量回馈至电网的同时有效改善电能质量是一个重要的问题,因此在分布式发电系统中起电能变换作用的逆变器成为研究的一个热点。本篇主要以电压型并网逆变器为研究对象,对并网逆变器的拓扑结构、控制策略、参数的选择、并网实验等方面作出了详细的分析和研究。首先根据带有分布式发电的配电网的特点提出一种新的谐波治理思路,即将改善电能质量的有源滤波技术结合到分布式逆变电源中,设计一种新型的多功能并网逆变器。用开关函数法建立了并网逆变器小信号数学模型,确定了以闭环调节为核心的复合控制策略,同时为了使输出电流控制达到更好的效果,采用电网电压前馈补偿方法抵消电网电压扰动对并网电流的影响:基于瞬时无功功率的R籭。谐波电流检测算法能精确检测和分离所需要的有功和谐波分量;基于娜砑嗫刂扑惴苁现并网电流与电网电压同频同相。利用其内嵌的刂颇?槭迪至四姹淦鞯牟⒒ㄐ殴δ埽和痹赥脑行环境下给出控制系统的主程序和周期中断子程序流程。最后开发了以功率器件钩傻娜郟变流桥主电路的多功能逆变电源实验平台和相关配套辅助电路,完成了逆波形图。验证了逆变器工作原理分析的正确性和系统设计思路的可行性。能供电、新能源的利用以及改善电网电能质量等方面具有一定的理论意义和较强的实用价值。山东理下人学硕貉宦畚
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~妣\乏、芝莆、帆叩年多咖粗ゼ钢磊琿时间:晟破鋐独创性声明关于论文使用授权的说明时间:彬呵年C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮诵本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留确的说明并表示了谢意。送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅;学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。研究生签名:导师签名:
第一章绪论课题的研究背景和意义电过程中的厂用电与线损不可避免地造成了大量的电能浪费。由于石化燃料供应日益年达到中等发达,,人口稳定在亿左右,能源消费则需要亿到亿吨标煤、亿千瓦发电装机容量。世界上没有任何一种常规能源能满足这种规模的需求,这是对中国自身和世界能源的巨大挑安全,保护环境有重要作用,是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展由于分布式发电的削峰填谷、平衡负荷,降低了峰谷差,现有发输电设施的利用率将大大提高。那些利用率极低、仅为满足高峰负荷需要的发输电设施将不再有建设的必近年来,随着我国负荷持续快速的增长,许多省市出现了电力供不应求的局面,造成了很大的经济损失,制约了经济的发展。电源建设滞后和电网结构不合理是造成这种局面的主要原因。因此,解决上述问题的传统做法就是加强电源、电网的建设。但是传统的发供电模式,一方面发电侧消耗大量煤炭、天然气等不可再生能源,并对大气和水体产生污染;另一方面输配电设施的建设占用大量土地与资金,发、输、配紧张,生态环境不断恶化,人们对传统的发供电体系进行了反思。.技术创新带来的小型发电机组效率的提高,为分布式发电的再现提供了重要的技术保证。同时负荷的不断增长致使输配电网络越来越接近运行极限,资源与环境的双重压力构成了推进分布式发电的直接动力。所以,直接从配电侧接入电网的分布式发电技术越来越受到人们的关注。当前我国面临着常规能源资源约束,过分依赖煤炭污染严重,能源