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分布式发电系统容量优化配置与并网逆变器带本地负载的控制策略

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1 绪 论

1.1 基于可再生能源的分布式发电系统

1.2 分布式发电系统的容量优化配置

1.3 分布式发电系统中并网逆变器的控制技术

1.4 本文研究内容和意义

2 分布式风光蓄互补发电系统的容量优化配置

2.1 风光蓄互补发电系统的容量优化配置原则

2.2 风光蓄互补发电系统的容量优化配置方法

2.3 仿真分析

2.4 本章小结

3 带本地负载的并网逆变器的控制策略

3.1 带本地负载的并网逆变器拓扑结构

3.2 带本地负载的并网逆变器的控制思路

3.3 带本地负载的并网逆变器的控制策略

3.4 带本地负载的并网逆变器的仿真验证

3.5 本章小结

4 带本地负载的并网逆变器的实验验证

4.1 系统设计

4.2 带本地负载的并网逆变器的实验结果

4.3 本章小结

5 总结

5.1 全文总结

5.2 下一步要完成的工作

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表论文目录和参与的研究课题

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摘要

随着能源危机与环境污染日趋严峻,以太阳能、风能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等优势,将在未来能源格局中扮演重要角色。分布式发电是大力开发和利用可再生能源的最有效途径。本文主要研究了分布式发电系统的容量优化配置和带本地负载的并网逆变器的控制策略。
  针对分布式风光蓄互补发电系统,文章提出了一种容量优化配置方法。该方法充分利用风能和太阳能的互补特性,能获得高供电可靠性,能保证入网功率的波动小,而且优化了储能电池的充放电状态。
  针对带本地负载的LCL型并网逆变器,文章分析了本地负载接在电网侧和接在电容侧两种拓扑结构的特点,并指出本地负载接在电容侧,更有利于保证入网电流的波形质量。为了抑制本地非线性负载和电网电压对并网电流的影响,需要减小逆变器侧电感支路或电容支路阻抗,增大网侧电感支路阻抗。文章指出并网电流闭环并采用高增益的重复控制器等效增大了网侧电感支路阻抗。文章提出了三种减小逆变器侧电感支路或电容支路阻抗的方法,分别是:“逆变器侧电感电流内环+负载电流前馈”、电容电流内环和电容电压内环,其中“逆变器侧电感电流内环+负载电流前馈”的效果相对较好,并选择“网侧电感电流外环,逆变器侧电感电流内环+负载电流前馈”控制策略。该控制策略能有效抑制电网电压和本地非线性负载对并网电流的影响。文章还介绍了适应电网阻抗宽范围变化的重复控制器的设计方法,按照该方法设计重复控制器,在电网阻抗宽范围变化时,系统仍然能获得良好的入网电流的波形质量。
  为了验证本文提出的控制策略,搭建了一台单相6kWLCL型并网逆变器原理样机。实验结果证明了本文所提出的控制策略的有效性。

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