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摘 要

如今能源危机和环境污染已成为全球热点问题,人们开始广泛地关注清洁可再生能源，其中最热门的是以具有不竭性和环保性的太阳能，风能等新能源的利用。因此作为新能源发电系统中连接电网、传递能量的核心装置逆变器的并网控制成为研究的关键。随着新能源发电系统的装机容量不断增加，接入电网的电压等级也不断提高，所以必须重视电网电压不平衡对新能源发电系统造成的不利影响。所以本文综合研究了并网逆变器在电网电压不平衡时的控制策略。

首先介绍了电网三相电压不平衡产生的原因以及其危害；并对这些危害的分析，说明在电网电压不平衡条件下并网逆变器的控制进行研究具有重要的实际意义。其次，本文深入分析了电网电压不平衡时并网逆变器的数学模型建立，通过对数学模型的分析，从而制定逆变器的控制策略。

电网三相电压不平衡条件下并网逆变器的控制主要以抑制并网功率和直流侧的二次脉动为主要的研究方向，关键因素是并网电流中存在负序分量，幅值不对称且过调。首先推导出电网电压不对称下并网逆变器的正负序双dq坐标系下的数学模型，对电网电压不平衡下并网逆变器的并网控制策略进行分析，根据控制目标的正负序电流指令值，制定基于正负双dq坐标系下的控制算法。从而拟定基于正负双dq同步旋转坐标系下的双电流环PI调节的控制系统，并建立该控制系统的框架。

最后在matlab仿真软件中建立模型,在电网三相电压不平衡条件下，对正负双dq旋转坐标系的PI调节控制均进行了稳态和动态试验论证,，试验结果表明了所制定的控制算法在电网电压不对称故障条件下，具有优越的静态和动态控制性能。

关键词：并网逆变器 坐标系变换 双dq控制

Grid-connected inverter of voltage unbalance in power system control strategy study

Abstract

Energy crisis and environmental pollution has now become the world's hot spots, people began to focus on clean and renewable energy, is one of the hottest to has an inexhaustible and environmentally friendly solar energy, wind and other alternative energy use. So as the new energy power generation system connected to the electricity grid, energy core device becomes the key to grid-connected Inverter control. With the increasing capacity of the new energy power generation system, connected to the grid voltage levels and higher, voltage unbalance on the impact of new energy power generation system could not be ignored. When this voltage unbalance of grid-connected Inverter control strategies are discussed.

This paper first describes the voltage unbalance of reason and its hazards; and hazard analysis, indicate an unbalanced grid voltage conditions of grid-connected Inverter control system is of great significance. Secondly, this in-depth analysis of grid-connected inverters when grid voltage unbalance model, through the analysis of mathematical models, and control strategy of inverter.

Currently under the condition of unbalanced voltage on-grid inverter controlled studies to inhibit the incorporation of power and the second wave of DC to study, with the incorporation of current, negative-sequence component, asymmetric and adjustable amplitude. First grid-connected inverters with voltage asymmetry of positive and negative sequence double DQ model on grid voltage grid-connected inverter under unbalanced grid-connected control strategy analysis, positive and negative sequence current command value based on the control objectives, developing control algorithm based on double DQ, PI current controller. To make a double DQ rotating reference frame based on dual-current loop control, and build system.

Finally in the MATLAB simulation software to model, under the condition of unbalanced voltage in power grid for double DQ, PI regulator made a steady-state and dynamic analysis, test results show that the asymmetry developed control algorithms in grid voltage under fault conditions, has excellent static and dynamic performance. Keywords: grid-connected inverter；Coordinate transform ；double DQ control

目 录

摘 要

Abstract

第一章 绪论 1

1.1 逆变器的简述 1

1.2 电网不平衡简述 1

1.2.1 电压不平衡定义 1

1.2.2 三相不平衡度定义 2

1.3 电网不平衡对新能源发电系统的影响 3

第二章 并网逆变器数学模型 5

2.1电网三相电压平衡下并网逆变器的网侧数学模型 5

2.1.1三相静止坐标系下的数学模型 5

2.1.2同步旋转坐标系下的数学模型 6

2.2电网三相电压不平衡下并网逆变器的网侧数学模型 8

2.2.1电网不平衡下abc/dq坐标变换 8

2.2.2电网电压不平衡下网侧数学模型的建立 10

第三章 基于正负dq旋转坐标系下电流环的控制策略 12

第四章 正负双dq旋转坐标系下控制系统的实现 15

4.1基于正负双dq旋转坐标系下的并网逆变器系统控制框图 15

4.2 滑动Gortzel滤波器的VSP_PLL锁相环技术 16

第五章 MATLAB仿真与结果分析 18

5.1建立仿真 18

5.1.1仿真模型 18

5.1.2电流、电压提取转换器 18

5.1.3调节控制器 19

5.2仿真结果分析 20

致 谢 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1 逆变器的简述

通常，逆变指的是将直流转换成交流的过程。其中，实现逆变过程的电路称为逆变电路，逆变器即实现该逆变过程的主要设备^[1]。

逆变器又称逆变电源，按照其在发电系统中用途可分为独立电源型逆变器和并网型逆变器。波形的调制方式也有很多种，调制方式有四大类即方波、阶梯波、正弦波和组合式。对于并网型逆变器，可分为变压器型和无变变压器型。

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