论文部分内容阅读
随着电网的运行模式越来越灵活,在低压配电网中,并网设备在宽范围以及不平衡条件下均具有良好的输出特性已经成为常规要求。本文以三相四线制电容中心抽头系统为研究对象,从零序电流环控制策略、调制输出中非期望谐波的抑制策略以及直流电压波动导致的非期望谐波的抑制策略三个方面进行分析研究,以实现并网设备在全工作范围内具有良好电流输出特性的目标。 在正序负序零序旋转坐标系下建立了三相四线制电容中心抽头系统的完整数学模型。对并网系统中非期望低次谐波电流的产生原因进行研究,着重分析了内因部分,为后续工作提供了理论基础。 为消除由于控制策略不理想而导致的输出零序基波电流,首先将控制过程由旋转坐标系经拉式变换等效到三相静止坐标系,从而得到一种三相完全解耦的零序电流环控制策略,并使零序、正序、负序电流环控制器具有统一的控制参数并使输出电流能完全跟踪给定值;然后对改进后的电压外环控制策略进行稳定性分析,得到控制器参数的取值范围。 针对调制过程,首先充分考虑电压电流滞后角、初始角、开关管导通压降、死区时间和开通关断延时等影响因素,分析调制产生的非期望谐波的输出特性;然后根据该输出特性,优化主要谐波频率处开环增益的增大过程,以简便有效地抑制调制过程中产生的非期望谐波,并通过步长优化对采用的滑动平均滤波器进行改进,克服滑动平均滤波器大量占用数据空间的缺点。 对于直流电压波动引起非期望谐波电流的问题,首先建立系统平均电路模型,对直流电压波动的原因进行分析;然后分别对直流电压波动经过调制和控制过程向输出电流注入非期望谐波的机理进行描述,通过补偿调制信号以及在直流电压环和均压环中加入适当的陷波器,从而抑制由直流电压波动产生的非期望谐波电流。 用仿真验证了理论推导的正确性以及抑制策略的可行性,并搭建了三相四线制中心抽头并网系统的实验平台。基于该平台,对零序电流控制策略改进前后的输出性能进行对比,对调制补偿策略、直流电压波动补偿策略抑制非期望谐波的效果进行验证,证明了本文提出的非期望低次谐波电流抑制策略的有效性。