不同容量逆变器并联技术研究开题报告

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！不同容量逆变器并联技术研究开题报告一、文献综述1国内外研究现状早在20世纪7090将并联逆变器投入生产，并投入实用。如日本的梅兰日兰公司、三菱公司、东芝公司，美国的APC公司、Libert公司，德国的西门子公司等。[3]在我国，对于逆变器并联技术和逆变器模块化生产的研究起始于上世纪90段。国内一些致力于电源研究和生产的企业，如台达、埃默森、华为等，在这方检验[3]、[4]。1.1逆变器独立运行控制技术程与稳定性问题。因此，系统需要调节器来实现其所需的稳态性能与动态性能，调节器的实现方式有以下控制方式。1.1.1PID控制PID控制，PID控制结构简单、稳定性好，工作可靠、调整方便。其传递函数为[6]PID控制通过调节、、这3个参数来起作用的。这3个参数取值的不同，其比例、积分、微分的作用强弱就不同。对于P调节器，随着值的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快。若超过一定值，则系统变得不PI调节器，随着值的加大，闭环系统的超调减小，系统响应速度略微变慢。对于PID调节器，由于微分环节的作用，在曲线的起始上升段呈现尖锐的波峰，之后曲线也呈衰减震荡。随着值的加大，闭环系统的超调量增大，但经过曲线尖锐的起始上升段后响应速度有所变慢。1.1.2谐振控制由于PI波，显著提高电流质量。理想的PR调节器的传递函数为[6][7]、[9]ωPRPR控制形式：ωωω环的设计变得非常复杂。在这种情况下，文献[7]提出了一种基于根轨迹理论的PRPR证系统稳定，并提供较好的动态性能。文献[8]叠加入5、7、11次谐波补偿，使系统得到了良好的运行效果。1.1.3重复控制重复控制是针对周期性扰动而提出的一种控制策略，以其相对简单的结构、高精度的控制效果，广泛应用于包含周期信号的控制场合，如机械手轨迹控制、光盘驱动器、卫星姿态校正的伺服机构等。[10]制系统中包含外部输入信号的数学模型。重复控制系统中，加到被控对象的输[6]用，经过几个周期后，能够实现输出信号很好地跟踪给定信号。[12]实际应用中，重复控制都以数字形式实现，其框图如图1所示。图1重复控制基本原理框图由图1可得系统的闭环传递函数为则系统的稳定条件为制器加以改进，一般的改进方法如图2所示。图2改进型重复控制系统原理框图此时系统稳定条件变为文献[11][13]构建了一种基于线性超前相位补偿和二阶Butterworth低通滤波器的补偿环节，误差和高频干扰对控制器性能的影响。1.1.4无差拍控制一个采样时刻的信号值相同[6][14]10kHz的开关频率无明显作用。[12]1.1.5单周期控制和定频积分控制单周控制是一种非线性控制技术，它通过控制开关的占空比，使每个开如图3所示。图3单周控制基本原理图其工作原理为：0时刻，脉冲触发控制器，k闭合，k断开，此时2，比较器翻转，触发控制器，使k1断开，k2闭合，此时y(t)=0，电容放电，积分器开始复的值开始减小。到下一时刻，时钟信号脉冲触发控制器，如此循环。一个周期内，各参考量之间的关系为则可以得到输出信号y(t)在一个周期内的平均值与参考信号关系为：的由此可见，单周控制的输出完全抑制了输入的干扰，与给定信号成比定频积分控制源于单周控制，其具备单周控制的特点。另外，定频积分控制引入了输出反馈的PI控制，克服了单周控制职能工作于电流连续状态的缺点。[6]1.1.6智能控制好的智能控制，其最大的特点是鲁棒性强，可靠性高。其缺点是设计复杂，实现较难。[12]1.2逆变器并联运行控制技术3C所得对方单元的信息()间的隐含关系来实现负载电流的分配。1.2.1有互联线控制集中控制集中控制方式是在并联逆变器研究初期所使用的一种并联策略。用该方[14][15]实现个逆变电源模块均分负载电流。其基本原理框图如图4所示。控制中心,集中控制中心的存在一方面使得并联系统难以实现真正的模块化；另制方式不能真正达到高可靠性和真正冗余的目的,所以目前并联系统很少采用这种方式。因此目前并联系统很少采用这种方式。[14]图4集中控制基本原理框图主从控制流，分担系统负载。其控制框图如图5所示。图5主从控制基本原理框图模块故障时，主动从所有的从模块中自动选择一个作为主模块，防止系统崩溃，但不能完全实现主从模块的对等。文献[16]提出了一种可任意选择主模块的主从式控制结构，具有如下特点：自动作为从模块运行；总负载电流在所有模块之间均分，与并联模块数目无关。3C环控制3C型逆变器并联控制方案将第一台逆变器输出的电流反馈信号加到第二台负载供电。其控制原理框图如图6所示。图63C环控制基本原理框图3C模块的信号，模块之间的相互影响增强，并联方案的控制难度较大。[19]文献[17]采用了基于H3C[18]提出了一得到提高。但该方案仍然不能实现系统的模块化。分布式控制们的地位均等[19]、[20]。各个模块检测出自身输出电流电压信息，通过均流总线传理框图如图7所示。图7分布式控制基本原理框图文献[21][22]采用分布式控制原理,提出了一种基于瞬时电流控制的电流加一个简单的电路即可实现并联逆变器按照额定容量比例分配负荷功率,可以方易受干扰，同时不能克服各逆变器间线路长度差异对功率均分带来的影响。1.2.2无互联线控制电力线通信控制电力线通信是指在输电导体上传输数据和话音信号的一种通信方式，目前热点主要是提高传输速度和可靠性以及在交叉学科领域的推广应用[24][23]制与分散逻辑控制方式相同。号的干扰。[25]下垂特性控制通过对逆变器并联系统的研究发现，各台逆变器模块在并联系统中所发出的[26]的逆变模块的输出电压频率较小，输出有功较小的逆变模块输出电压频率较大，有功功率相等；同理通过幅值调节来实现无功的均衡。其基本原理框图如图8所示。图8下垂控制基本原理及框图下垂特性控制的逆变器并联系统可以完全消除并联各逆变器之间的控制互以逆变器模块之间的参数差异对此种控制方法影响较为严重。[27]——[31]块无功功率分配不均的研究分别是谐波注入法和改变逆变器输出阻抗法[32][33]素。2课题学术和使用意义移动电源的需求逐步上升。在市电不能到达的地方，如高原、海洋、沙漠、边远地区、船舶及工程建设等；供电不能中断的地方，如银行、信息中心、医院、大要大量的移动电源。变流器是移动应急电源的核心部分，其性能的高低直接决[1]定了整个移动应急电源性能的好坏[2]。以扩展功率等级。但是移动电源（如便携式发电机）大多为交流输出，其直接并变器并联方式是先将移动电源输出的交流电经过整流后再经逆变器逆变成交流，通过对逆变器的控制，使其输出的交流电压的频率、相位和幅值完全一致。题以此作为研究背景，选用两电平H桥逆变器、LCL滤波器的并联拓扑结构。二、课题研究的目的、内容和技术路线2.1研究目的良好的不同容量逆变器并联系统。(1)、针对移动电源（便携式发电机）应用场合的需要，本课题研究的逆变器并联控制将有效的解决市电不能到达的地方或各种自然灾害的救急场合的供电问题，保证这些地方的电力需求。（22.2研究内容纳起来，本课题的研究内容主要有如下几点：（1经逆变器逆变，再经滤波器滤波，然后并联，唯一不同点就是滤波器的选择，大多数文献选择的是LC型滤波器。LC于系统的高频环流却是鞭长莫及。文献[34]指出经过适当的参数设计可以使得LCL逆变器的等效输出阻抗在低频段与LC型滤波器相近，而在高频段可以呈现出LC流，同时可以保持较硬的输出电压外特性。所用本课题选用带LCL滤波器的逆变器并联拓扑结构。（2LCL制以提高系统的稳态精度和动态响应速度，其中电压外环调节器采用谐振控制，可以无静差的跟踪电流参考信号。（3LCL滤波器参数、设计合理的控制器的参数，对单相移动电源逆变器并联拓扑进行建模仿真，优化设计。（4DSP建立电源逆变器并联的硬件平台，来验证仿真分析的正确性。2.3技术路线（1理与运行效果。（29如图10所示。L12L11g1CdcC1L21L22g2C2Cdc图9系统主电路拓扑结构图10系统控制框图（3据各模块的容量来精确分配负载电流。（4器的设计和仿真，电流内环反馈并联侧电感电流以提高系统的动态响应速度。（5）搭建硬件实验平台，进行实验验证。三、创新之处与拟解决的关键问题3.1创新之处(1)模块之间除了参考电压总线外，无其他互联线，可以减少模块之间的信息干扰。（2了各逆变模块按容量分配负载的效果。3.2拟解决的关键问题（1）由于逆变器输出电压的差异大小决定了系统环流的大小，消除系统环流需此如何确定各逆变器稳定运行时的等效输出电压完全同幅同频同相成为系统可靠运行的关键点。（2）当负载突变较大时，由于系统的并联模块数还未来得及变化，这样会使得统控制器和主电路参数的设计来提高系统的动态响应速度和抗干扰能力也是一个关键点。四、预期目标（1）并联系统在稳定运行时恒压输出，在负载突变时，系统的响应速度快，输出电压变化较小，不会出现系统崩溃的情况。（2）系统的输出容量及并联模块数根据负载所需的功率大小来确定，在满足负都额定运行，提高系统运行效率。同时实现不同容量逆变电源的并联。（3）系统热插拔性能要好，在系统运行过程中断开或投入新的逆变电源模块，抑制。五、可行性论证（1）逆变器并联技术是一项较为成熟的技术，已有大量的相关文献作为理论基场合的具体特点进行研究，并有导师和同门的指导和帮助。（2）运用相关仿真软件对模型进行仿真分析，与理论对比加以改善，加之实验室具备一定的实验基础，为硬件实验平台的搭建提供了良好的条件。（3）在以上软硬件条件下，基于单相移动电源逆变器并联控制技术研究课题具有可行性，并能够取得一定的研究成果。六、参考文献参考文献[1]陈永清移动电源继承测试系统[D]南昌大学硕士学位论文2009[2]多功能移动应急电源的控制与仿真研究[J].低压电.器，2011，3：41—46[3]张尧基于逆变器并联系统的网络控制技术及其相关问题的研究[D]浙江大学博士学位论文2010[4]李婧.基于功率均分控制的逆变器并联技术研究[D].甘肃，兰州理工大学硕士学位论文，2012[5]何全艺单相电压型逆变器的研制及并联控制技术研究[D]广西师范大学硕士学位论文，2012[6]孙孝峰，顾和荣，王立乔等高频开关型逆变器及其并联并网技术[M]北京机械工业出版社2011:145—182[7]一种可再生能源并网逆变器的多谐振PR电流控制技术[J]中国电机工程学报，2012,32（12）：51—58[8]基于PR控制和谐波补偿的三相光伏并网系统[J]可再生能源2012,30（1）：9—16[9]小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制[J]北京交通大学学报2010,34（2）：128—132[10]何中一PWM逆变器的控制机并联运行控制研究[D]南京航空航天大学博士学位论文2008[11]复合控制技术在独立光伏并联发电系统中的应用研究[J]电力系统保护与控制2012,40（7）：88—93[12]王立建离网光伏并联逆变器输出电能质量控制技术研究[D]重庆大学硕士学位论文2012[13]有源电力滤波器的改进重复控制及其优化设计[J]电工技术学报2012,27（2）：235—241[14]王洪亮逆变器并联系统若干关键问题研究[D]华中科技大学博士学位论文2011[15]T.Iwade,S.Komiyama,Y.Tanimura,etal,Anovelsmall-scaleUPSusingaparallelredundantoperationsystem,inProc.IEEEINTELEC,2003:480-483[16]H.vanderBroeck,andU.Boeke,Asimplemethodforparalleloperationofinverters,inProc.IEEEINTELEC,1998:143~150.[17]T.-FuWu,Y.-K.Chen,andY.-H.Huang,3Cstrategyforinvertersinparallelo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