基于CAN總線的VSC并聯(lián)運行環(huán)流問題研究.pdf

1、當今世界能源危機日趨嚴重,新能源發(fā)電、分布式發(fā)電、智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)等得到迅速發(fā)展,可再生能源發(fā)電量占電力系統(tǒng)總發(fā)電量的比重不斷提高,大容量、模塊化電力電子裝置成為當今電能變換技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。在模塊化并聯(lián)系統(tǒng)中,逆變器穩(wěn)定并聯(lián)運行的研究工作顯得尤為重要。并聯(lián)系統(tǒng)運行容易產(chǎn)生環(huán)流問題,環(huán)流具有導(dǎo)致并網(wǎng)電能質(zhì)量發(fā)生畸變,使得系統(tǒng)工作效率下降,降低設(shè)備使用壽命等危害。本文在國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(2011AA05A107)

2、“含分布式電源的微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”的支持下,總結(jié)現(xiàn)有的逆變器并聯(lián)控制理論與應(yīng)用的基礎(chǔ),以VSC模塊構(gòu)成的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)作為研究對象,分析了載波交錯對并聯(lián)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響,針對VSC模塊構(gòu)成的并聯(lián)系統(tǒng)中的高頻環(huán)流及電流諧波問題,重點研究了基于CAN總線的VSC模塊并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流抑制相關(guān)策略。主要內(nèi)容如下:
　　本文首先建立了VSC變換器模塊在abc靜止坐標系和dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的開關(guān)周期平均模型,分析了兩相dq坐標系下PI線性電

3、流控制策略,給出了一種直接基于離散域(Z域)傳遞函數(shù)進行參數(shù)設(shè)計的方法,仿真分析了所設(shè)計參數(shù)控制下的穩(wěn)態(tài)性能、動態(tài)性能、抗擾動性能。
　　基于雙傅里葉分析方法建立了VSC模塊SPWM調(diào)制下并聯(lián)VSC輸出電壓、電流的頻譜模型,研究了模塊間載波交錯運行對并聯(lián)系統(tǒng)共模電壓、并聯(lián)電流和模塊間環(huán)流的影響,進而引入載波交錯因子,研究了載波不對稱交錯對特定次諧波及總諧波的影響,揭示了載波交錯運行能夠消除并網(wǎng)電流諧波,提高等效開關(guān)頻率的本質(zhì)原因,

4、指出了載波不對稱交錯在消除特定次諧波和總諧波最小化方面的優(yōu)勢。分析了載波交錯對VSC模塊間環(huán)流的影響,為VSC模塊并聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計提供必要基礎(chǔ)。
　　設(shè)計了基于CAN總線的載波同步技術(shù)和配置耦合電抗器相結(jié)合的模塊間高頻環(huán)流抑制策略。在集中式控制基礎(chǔ)上,結(jié)合分布式控制的特點,將電力電子網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用到VSC模塊并聯(lián)系統(tǒng)載波同步控制中,利用CAN總線時間基準參考實現(xiàn)了模塊間較高精度的載波同步。設(shè)計了兩種高頻耦合電抗器,抑制實際系統(tǒng)中因死區(qū)