【多功能并网逆变器分析16000字（论文）】

2并网逆变器结构及原理并网逆变器建模仿真及结果分析本章节以前面分析介绍的SVPWM调制技术、谐波电流检测、双闭环控制为基础对并网逆变器做一个完整的建模仿真，并根据所需要实现无功补偿和谐波检测及治理功能作结果分析。6.1并网逆变器建模仿真近几年国家大力提倡发展清洁能源，并且将逐步取代污染较大的火力发电，而分布式发电作为清洁能源的主力军，其在未来能源行业的发展中占有举足轻重的地位。由于分布式发电所产生的直流电需经逆变器变换为交流电才能入网，所以要求并网逆变器需符合相关行业标准才能应用于分布式发电系统中。经过多年的发展，对于逆变器的要求早已形成一套合理的行业规范。所以逆变器也早已应用于我们的实际的分布式发电系统当中。所以对并网逆变器进行仿真建模也应符合我们实际的生产现场情况。故对于仿真模型参数设置应遵循实际工程情况。前面几个章节分别介绍了SVPWM技术、谐波电流检测和双闭环控制，这三部分作为逆变器的核心，在逆变器功能的实现中扮演了不可或缺的角色。因此并网逆变器仿真模型将直接根据实际情况进行仿真。因此，电网交流侧，线电压设置为380V，频率为工频50Hz;直流侧，电感值设置为2mH；负载电阻设置为30Ω；控制回路，电流环比例系数为30，电流环积分系数为50，电流环解耦系数为π×100×0.002。并网逆变器的仿真参数如表6.1所示：表6.1并网逆变器的仿真参数参数设定值网侧线电压380V电网频率50Hz直流侧电感2mH电流环比例系数30电流环积分系数50电流环解耦系数π×100×0.002负载电阻30Ω由前面对并网逆变器核心部分的仿真分析，可以知道SVPWM调制模块、谐波电流检测模块、双闭环控制模块的仿真结果都能完美的达到预期的效果，所以对三个板块进行组合建模得到最终的并网逆变器仿真模型。按上述分析搭建仿真模型，并网逆变器仿真模型如图6.2所示：图6.2并网逆变器仿真模型6.2仿真结果分析对比有无谐波补偿时的并网电流和并网电压情况：如图6.3所示，没有谐波补偿时，电网电流畸变严重；如图6.4所示，此时的并网电流畸变率为19.52%。图6.3没有谐波补偿的并网电流和并网电压图6.4没有谐波补偿的并网电流畸变率明显可以看出，并网电流畸变严重，明显不符合国家标准，因此需要降低畸变率，加入所检测出的谐波后，效果如图6.5所示：图6.5谐波补偿后的并网电流和并网电压图6.6谐波补偿后的并网电流谐波畸变率由图6.5和图6.6的仿真波形图来分析，并网电流得到了很好的优化，谐波畸变情况变好。而根据图6.4和图6.6的仿真结果来看，没有进行谐波补偿时并网电流畸变率为19.52%，在进行谐波补偿后并网电流的畸变率降为8.46%。虽然还未达到国家标准规定的5%，但还是取得非常不错的效果，由于控制策略自身缺陷，跟踪速度较慢，因此还是存在一些缺陷。若想要达到更好的效果，可使用其他控制策略。分析功率补偿情况：图6.7无功功率和有功功率的仿真结果图根据图6.7的仿真波形可以知道，在仿真开始时，无功功率与有功功率都发生较大的波动，而经过短时间的无功补偿，无功功率波形衰减为0，有功功率也趋于一恒定值。因此逆变器实现了无功补偿的功能。6.3本章小结本章节在前面工作的基础上完成了对并网逆变器最后的总体仿真模型的搭建；随后针对所要实现的功率与谐波补偿功能经行了验证，通过对仿真结果的分析，并网逆变器已经实现了对谐波治理和无功补偿功能，基本上达到了设计要求，但还存在一定的不足。结论随着经济社会的发展，科学技术和生产力不断提高，人类日常的生活生产对电力的依赖性越来越高。当今世界仍以高电压集中式供电系统为主，比例高达百分之九十，该供电系统可靠性相对较低，不能实时追踪电力负荷的变动，任何一点处发生故障都将影响到整个电网，甚至引起严重停运或者全系统崩溃，导致灾难性后果。不过，近年来世界各国大力发展光伏发电、风力发电等清洁能源。分布式发电系统渐渐受到国内外的关注。究其原因，分布式发电系统一般相互独立，可由用户端自行控制，不再受电力部门的统一调度，因此极难出现大规模停电案例，安全可靠性较高。即使发生突发性故障，也不会影响上级系统，因此分布式发电系统可与集中式发电系统互补。分布式发电系统虽然可以弥补当下集中式发电系统的不足，但还存在诸多不成熟的方面，这也是本文研究目的所在。本研究的目的主要是实现并网逆变器的谐波治理和无功补偿功能。保证分布式发电系统在电能富裕时向电网输电不对电网系统造成扰动。通过前期对并网逆变器相关文献的研读与分析。本文以LC全桥逆变电路作为研究基础，选择SVPWM技术作为并网逆变器的调制方法。如果并网逆变器的电能质量不符合国家标准，谐波畸变率过高，或者无功不足，将会对电网和用户造成损害，对于逆变器的谐波电流检测，选择基于瞬时瞬时无功理论的ip但由于经验和时间等因素，本设计在最后的仿真效果上仍存在不足之处：1：谐波检测环节，可设计的功能更完善的PLL锁相环，追踪效果会更好。2：本设计采用的是普通的低通滤波器，如果能采用功能更完备的滤波器，效果将会更好。3：控制策略可选用其他更优的控制策略，达到的效果将超乎预期。参考文献[1]贾书文.微电网谐波检测与抑制的研究[D].辽宁工业大学,2015.[2]张保会,王康达.远方集中式与就地分布式光伏供电经济性比较[J].电力系统自动化,2017,41(16):179-186.[3]陆正华.光伏并网逆变器孤岛检测技术研究[D].南京理工大学,2013.[4]董继维.高速列车两种牵引传动系统仿真[D].浙江大学,2012.[5]Shikawal,Tadao.Grid-ConnectedPhotovoltaicPowerSystems.SurveyofInverterandRelatedProtectionEquipments[R].ReportIEV-PVPSTASK,Tokyo,2002.[6]HuJiabing,ZhangWei,WangHongsheng,etal.Pro-portionalintegralplusmulti-frequencyresonantcurrentcon-trollerforgrid-connectedvoltagesourceconverterunderimbalancedanddistortedsupplyvoltageconditions［J］.JournalofZhejiangUniversity-ScienceA,2009,10（10）:1532-1540.[7]张琪,唐忠.SVPWM逆变器的开关频率和调制电压幅值对输出电压谐波的影响[J].华东电力,2014,42(08):1589-1594.[8]玄兆燕,马振宇,景会成,赵欣.具有谐波和无功治理的LCL型并网逆变器研究[J].电力电容器与无功补偿,2018,39(05):106-111.[9]张雪,曹勇,胡艳美，邢峰华.基于SVPWM的三相三电平光伏并网逆变器的研究[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2015,35(01):10-15.[10]苏红梅.傅里叶变换下色散光纤信号的强度和相位计算[J].吉首大学学报(自然科学版),2020,41(02):27-30.[11]D.Shmilovitz.OnTheContralOfPhotovoltionsMaximumPowerpointTrackerViaOutputParameters[J].IEEProcElectrPowerAppl.2005,152(21):239-248.[12]冯晨.电动汽车充电站谐波特性分析及抑制措施研究[D].郑州大学,2020.[13]江友华,邹明强,陈江伟,曹以龙.多功能并网逆变器的控制与柔性定制策略研究[J].电力电子技术,2018,52(12):102-10