[01121881]新型交直流混合微电网控制策略研究

本课题来源为广州市科技计划项目科学研究专项“新型交直流混合微电网控制策略研究”。交直流混合微电网结合了交流微电网和直流微电网的优点,成为微电网研究的热点之一。目前已提出的交直流混合微电网采用常规桥式变换器作为交流母线和直流母线的接口,这种变换器因死区时间而可靠性低,并有直流母线电压必须高于交流母线电压的限制。为此,本课题以Z源变换器接口的交直流混合微电网为研究对象,用Z源变换器作为连接交流母线和直流母线的双向AC/DC变换器,构成一种“低直流母线电压-高交流母线电压”的交直流混合微电网,适合于直流部分中低压直流微电源和低压直流负载占主导的情况。这种新型微电网以Z源变换器作为连接交流母线和直流母线的DC-AC双向变换器,具有直流母线电压较低的特点,适合于直流部分中低压直流微电源和低压直流负载占主导的情况,且逆变器无需插入死区时间,可靠性高。采取适当的协调控制策略能保证新型微电网在并网模式和孤岛模式的各种情况下均能正常工作。对Z源变换器的双向功率控制、直流链电压控制、并网和孤岛运行模式下的协调控制、先进非线性控制策略、功率分配控制策略进行系统而深入地研究。本项目的研究成果为新型交直流混合微电网的实际应用奠定理论和技术基础,具有广阔的应用前景。 本课题取得了以下成果：（1） 将交直流混合微电网和Z源变换器结合,Z源变换器作为交流电网和直流电网的连接变换器。这种新型微电网以Z源变换器作为连接交流母线和直流母线的DC-AC双向变换器,具有直流母线电压较低的特点,适合于直流部分中低压直流微电源和低压直流负载占主导的情况,且逆变器无需插入死区时间,可靠性高。采取适当的协调控制策略能保证新型微电网在并网模式和孤岛模式的各种情况下均能正常工作。（2） 提出开关电感型Z源三电平逆变器、多单元开关电感型Z源三电平逆变器和耦合电感型Z源三电平逆变器,提高了升压因子,丰富了Z源三电平大功率逆变器的拓扑。（3） 建立开关电感型Z源三电平逆变器的直流侧模型,基于该模型实现了直流链电压的控制,系统的暂态和稳态性能优良。实现了中点电位平衡控制,消除了输出电压的畸变。（4） 采用先进的非线性自适应模糊控制,实现了L型LCL型单相三电平并网逆变器并网电流的控制,系统的鲁棒性非常高,该控制策略同样适用于Z源三电平并网逆变器。（5） 提出了新型的基于逐周期误差消除的下垂控制和相应的连接变换器功率控制方法,实现了功率的精确分配和母线电压无差调节,连接变换器可以按照直流部分和交流部分的负荷情况传递功率。（6） 发表论文7篇（其中SCI收录4篇）、申请发明专利1件、授权实用新型专利1件、培养硕士和学士共8人。