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基于下垂控制的船舶微源逆变器控制策略研究
| 论文题名： | 基于下垂控制的船舶微源逆变器控制策略研究 |
| 关键词： | 船舶微电网;微源逆变器;准比例谐振;感性虚拟阻抗;下垂控制 |
| 摘要： | 近年来为缓解人类面临的能源危机和环境危机，维持社会和经济的持续健康发展，以可再生能源为主的新能源的开发和利用越来越受到人们地重视。在节能减排、保护环境的背景下，将新能源、清洁能源发电技术应用于船舶，将成为今后绿色船舶的发展方向。通过微源逆变器组建船舶微电网是在船舶上利用新能源的一种有效途径。而微源逆变器稳定的并联运行、合理分配负载功率，依赖于合理的逆变器控制策略。本文研究了适用于微源逆变器并联运行，组建船舶微电网时微源逆变器的控制策略。具体研究内容如下: 首先，分析了不同逆变器主电路和滤波器拓扑的优缺点，根据船舶电力系统的特点，对逆变器主电路和滤波电路的拓扑结构进行了选取，设计了滤波电路参数;并建立了微源逆变器的数学模型。然后，在建立的逆变器数学模型的基础上，分析了三相静止坐标系下电压瞬时值闭环控制和dq旋转坐标系下基于电压电流解耦的逆变器输出电压控制策略，为减少变量数目，简化控制系统，同时保证逆变器输出电压对参考电压的无差跟踪，提出了αβ坐标系下基于准比例谐振(Quasi-PR)控制的逆变器输出电压控制策略，并分析了控制器参数对微源逆变器输出电压闭环传递函数和等效输出阻抗的影响。逆变器输出电压控制精度和阻抗匹配程度是影响逆变器并联系统环流功率和功率均分的重要因素，为达到并联运行的逆变器间的阻抗匹配，提出了基于感性虚拟阻抗的下垂控制策略，通过虚拟阻抗的合理设计，有效地抑制了系统的并联环流并提高了并联逆变器间功率分配的精度。同时为改善并联系统的动态性能，在传统下垂控制方程中加入微分调节项，提高了系统的响应速度。 最后，根据上述理论及提出的控制方法，在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了微源逆变器并联组网系统的仿真模型，并在不同运行条件及工况下进行相关仿真实验，证明了所提控制策略的有效性。 |
| 作者： | 崔晓东 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 刘彦呈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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