微电网逆变器并网平滑切换控制策略研究

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1、学校代号10532学号S12092091分类号TM76密级公开硕士学位论文微电网逆变器并网平滑切换控制策略研究学位申请人姓名王明玥培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称罗安教授学科专业电气工程研究方向分布式发电技术论文提交日期2015年4月30日I学校代号：10532学号：S12092091密级：公开湖南大学硕士学位论文微电网逆变器并网平滑切换控制策略研究学位申请人姓名：王明玥导师姓名及职称：罗安教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年4月30日论文答辩日期：2015年5月16日答辩委员会主席：

2、李欣然教授ResearchonGrid-connectedSeamlessTransferControlStrategyofInverterinMicro-gridByWANGMingyueB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySu

3、pervisorProfessorLUOAnApril,2015III湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；玉萌詞曰期；年＾月乂曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国

4、家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保酱□。，在年解密后适用本授权书２．不保密囚。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）ｉ＞皮作者签名：崎哦曰期：年＾月次曰导师签名：日期；＞瓜年月乂日光伏逆变器并网平滑切换控制技术研究与实现摘要开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社会、实现可持续发展的基本要求，也是保护环境、应

5、对气候变化的重要措施。分布式发电以其诸多优势将成为未来发电的主导形式之一。微电网是在分布式能源发电基础上新兴的前沿技术，与大电网互为支撑，能够大幅提高分布式能源的供能效益。微电网具有并网和离网两种运行模式，因此需要逆变器既能够工作于并网模式下，与中低压配电网并网运行，又可以运行于离网模式，为微电网内部重要负荷供电。由于分布式能源与电网不能严格同步以及逆变器控制方式之间所存在的差异，逆变器会在并网切换的瞬间产生过电压或过电流，危及微电网稳定运行。目前，对能满足并网/离网双模式逆变器及其平滑切换控制的研究较少，此关键技术制约着微电网的

6、进一步发展与推广应用，有待深入研究并解决。本文针对微电网逆变器并网平滑切换控制策略，进行了如下工作：（1）通过介绍逆变器在微电网中的结构，确定了一种三相逆变器的主电路拓扑结构，并给出了其等效电路图。对于逆变器控制器，阐述并分析了几种常用的控制方法。此外，数字锁相环具有较强的抗干扰性，本文介绍了数字锁相环的基本结构以及典型控制算法。（2）针对微电网逆变器在并网切换时电流冲击大等问题，提出了一种三相逆变器的双模式及其平滑切换控制方法。该方法包括稳态控制和切换控制两部分，其中，切换控制由软启动虚拟阻抗和单环电流反馈控制构成。软启动虚拟阻

7、抗用于减小并网电流冲击并增强逆变器稳定性，给出了其具体形式并计算了参数值。同时，为防止逆变器在并网切换和稳态控制中，因相位误差造成的能量倒灌现象，提出了一种相位超前控制方法，并引入到下垂控制器中，给出了其频率调节实现方式。在并网切换时，切换控制与相位超前控制相配合，能够大幅抑制逆变器输出电流和入网电流的冲击，实现并网平滑切换。（3）通过介绍虚拟同步发电机的模型，确定了其控制策略由功频控制、励磁控制以及同步发电机算法组成，并分别给出了各部分控制方法。为抑制并网切换时的电流冲击，引入相位超前控制与软启动虚拟阻抗，并在原有稳态控制算法的

8、基础上添加了频率调节、励磁调节和相角调节部分，提出了一种适用于虚拟同步发电机的并网平滑切换控制方案。该控制方法能够抑制输出电流和入网电流的冲击，实现了虚拟同步发电机的平滑切换。（4）设计了系统的硬件及软件，并在样机上进行了实验验证。对逆变器主电路的