【正文】 島檢測研究 三相逆變器接口建模 III 目錄 第一章 緒論 ..................................................................................................................... 1 課題背景 .................................................................................................................. 1 全球能源危機及面臨的環(huán)境問題 ................................................................... 1 微電網(wǎng)定義 ....................................................................................................... 2 國外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................... 2 并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)簡介與研究方向 .......................................................................... 3 課題研究的主要內(nèi)容與意義 .................................................................................. 5 第二章 并網(wǎng)逆變器的防孤島技術(shù) ................................................................................. 5 孤島效應(yīng)的概念 ...................................................................................................... 5 孤島效應(yīng)可能導致的危險和孤島效應(yīng)出現(xiàn)的原因 .............................................. 6 檢測孤島的方法 ...................................................................................................... 9 逆變器內(nèi)部無源法 ........................................................................................... 9 逆變器內(nèi)部有源法 ........................................................................................... 9 其它的一些外部檢測方法 ............................................................................... 9 孤島檢測方法小結(jié) ......................................................................................... 10 本章小結(jié) ................................................................................................................ 10 第三章 并網(wǎng)逆變器控制技術(shù) ....................................................................................... 10 逆變器的控制技術(shù)介紹 ........................................................................................ 10 模擬控制技術(shù)介紹 ......................................................................................... 11 數(shù)字控制技術(shù)介紹 ......................................................................................... 11 逆變器的控制目標 ................................................................................................ 12 電網(wǎng)對逆變器的要求 ..................................................................................... 13 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 逆變器的控制策略比較 ........................................................................................ 13 電流滯環(huán)比較 ................................................................................................. 13 定時比較方式 ................................................................................................. 14 三角波比較方式 ............................................................................................. 14 第四章 MATLAB 仿真模塊介紹 .................................................................................. 15 MATLAB 簡介 ...................................................................................................... 15 MATLAB 概述 ............................................................................................... 15 環(huán)境下的仿真模塊介紹 ............................................................... 15 第五章 建模與仿真分析 ............................................................................................... 23 在 Simulink 中搭建三相逆變器模型 ................................................................... 23 建立仿真模型 .................................................................................................. 23 分析仿真結(jié)果 ........................................................................................................ 24 總結(jié)與展望 .................................................................................................................. 30 參考文獻 ......................................................................................................................... 31 附錄 1：外文資料翻譯 ..................................................................................................... 32 微電網(wǎng)的孤島檢測研究 三相逆變器接口建模 1 第一章 緒論 課題背景 全球能源危機及面臨的環(huán)境問題 能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，影響著人類社會發(fā)展的進程與未來。目前由于大量使用礦物能源，全世界每天產(chǎn)生約一億噸 ―溫室效應(yīng) ‖氣體，造 成了嚴重的大氣污染。目前我國的能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的雙重壓力，開發(fā)利用可再生能源，改變能源結(jié)構(gòu)已成為我國面臨的一重大課題。使用電力電子裝置進行能量調(diào)節(jié)。微電網(wǎng)工程得到了能源部的高度重視 ,并在―GRID2030‖發(fā)展戰(zhàn)略中將微電網(wǎng)視為未來電力系統(tǒng)的三大基石技術(shù)之一。此外 ,日本還專門成立了新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織 (NEDO)來統(tǒng)一協(xié)調(diào)國內(nèi)高校 ,企業(yè)與國家重點實驗室對新能源及其應(yīng)用的研究 ,建議在青森縣 ,愛知縣 ,京都府縣等地開展微電網(wǎng)項目。而對于采用單相或是三相結(jié)構(gòu)，和獨立運行的逆變器研究有很多相似之處，一般根據(jù)功率、成本、效率、控制以及實際用戶需求來確定 [6]。而多級逆變器變換結(jié)構(gòu)可以使用在大功率、寬電壓范圍的輸入的應(yīng)用場合。在采用模擬控制時有電壓控制、峰 /谷值電流型控制、平均值電流控制、單周控制等等。 第二章 并網(wǎng)逆變器的防孤島技術(shù) 防孤島效應(yīng)是并網(wǎng)逆變器設(shè)計中的重點研究技術(shù)。 3 欲切斷電網(wǎng)和并網(wǎng)逆變器供電系統(tǒng) 。 圖 孤島檢測的測 試電路圖 圖 所示為孤島檢測的測試電路圖，逆變器的輸出濾波器包括在逆變器的框圖中，在逆變器和電網(wǎng)中間是防孤島檢測負載。如果逆變器輸出的有功功率 P、無功功率 Q 和局部電網(wǎng)的負載不匹 配，即 ΔP和 ΔQ 不等于零，則在市電斷開前后，電壓和頻率會有變化，如果檢測出該變化則可以判斷出孤島而防止孤島出 現(xiàn)。 g? :市電電壓波形的角頻率 。但是在前面的電路原因分析中提到，這類方法的檢測很有限。有源檢測法通過逆變輸出 引入一定的擾動或變化，如果所引入的擾動能夠使孤島狀態(tài)下的負載電壓、頻率等參數(shù)不穩(wěn)定，則可以檢測孤島狀態(tài) 。穩(wěn)態(tài)性能就是指輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度和帶不平衡負載的能力 。環(huán)路增益隨輸入電壓變化，導致補償更為復雜 。但是存在著功率電路的諧振會給控制環(huán)路帶來噪聲 。 南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 PID 控制。輸出電壓的相位不受負載的影響 。 逆變器的控制目標 逆變器并網(wǎng)運行的主要控制目標是逆變器輸出正弦波電流與電網(wǎng)電壓在頻率、相位上同步 ,并且能實時跟蹤電網(wǎng)參數(shù)的變化 ,且電流的總畸變失真要低 ,以減小對電網(wǎng)的諧波影響 ,使并網(wǎng)系統(tǒng)的有功功率輸出達到最大 ,功率因數(shù)近似 為 1。 此外 ,整個逆變環(huán)節(jié)要有較好的動態(tài)響應(yīng)特性 ,保持輸出電壓、頻率的精度 ,及時跟蹤電網(wǎng)變化 ,同時具有最大功率跟蹤功能和各種保護功能。在這種方式中，滯環(huán)的 寬度對電流的跟蹤性能有較大的影響，當滯環(huán)的寬度較大時，開關(guān)頻率較低，則對開關(guān)器件的開關(guān)頻率要求不高，但跟蹤誤差較大，輸出電流中的高次諧波含量較大 。三角波比較方式主要使用在數(shù)字控制方式出現(xiàn)之前的模擬控制中，目前基本被淘汰。實際上 PSB 對電路的仿真還是用 Matlab 中的Simulink 的方法進行的。電力電子模塊包括二極管、 GTO、 MOSFET 理想開關(guān)等 。 2. snubber resistance Rs：緩沖電路的電阻 3. snubber capacitance Cs：緩沖電路的電感 4. power electronic device：電力電子器件類型。 由于各相上下橋臂功率器件及互補方式輪流導通，故各相對 n 點的電壓為雙極性 SPWM 波形，該波形與各相上橋臂器件的驅(qū)動信號同步變化。在相應(yīng)模塊的測量選項和 Multimeter模塊，即可觀察逆變器的輸出相電壓，相電流和線電壓，通過串聯(lián)的電流表可觀察直流電流的波形?；ǚ禐椤．敺植际桨l(fā)電的輸出電能大于本地用戶消耗的電能時，將多余的電能輸入電網(wǎng)，補充電網(wǎng)系統(tǒng)，可以提高分布式發(fā)電電能的利用率。 第五章是 搭建了三相逆變器的仿真模型，通過 MATAB 的仿真并且通過改變各種參數(shù)對輸出的交流相電壓，相電流，線電壓和直流電流波形進行了分析