规模化并网逆变器网侧信息提取技术研究

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规模化并网逆变器在电网公共端(PCC)并联易引起复杂的谐振现象,导致谐波过电压和谐波过电流等电能质量和运行安全问题。经过前期调研、仿真、实验等手段认识到在电网公共端多机并网逆变器的进网电流中谐振成分的频次和幅值是时变的,本文基于小波算法研究规模化并网逆变器的网侧信息提取技术,包括网侧电压基波信息和网侧电流谐振信息两方面。  论文首先介绍了小波包优化算法及其用于网侧信息提取的小波基、分解层数、采样频率等的参数选择,针对规模化并网逆变器在不同运行工况下的电能质量问题,进行采用Matlab小波包工具的提取验证和采用m文件编程的提取验证,通过对比分析提取结果,确定了小波包优化算法的相关参数。  本文介绍了基于DSP+FPGA的数字控制、基于双口RAM技术的DSP与FPGA双向数据通信方式以及快速自检程序,基于DSP和FPGA芯片的运算特性对应于并网逆变器规模化应用场景下的控制算法任务分配,为小波包优化算法的实时实现提供了硬件基础。  为了实现单相并网逆变器系统中对基波电压信息的提取,本文采用FFT和小波包优化算法对比研究的分析方法,具体研究了算法设计、流程规划、编程实现以及程序实现中的关键技术突破。在DSP+FPGA的数字控制平台上开展了FFT和小波包优化算法提取基波电压信息的实验研究,通过对不同运行工况下的实验结果对比分析表明,小波包优化算法具有更快的响应速度。  在基波电压信息提取算法的基础上,继续采用小波包优化算法完成谐振电流信息的提取。论文提出一种能够自适应目标频段的小波包优化分解算法,该方法通过预设判断阈值,对小波包下一层分解频段进行判断,决定当前分解频段应该停止分解还是继续分解,在保证小波包分解精度的同时大幅减小运算量。最后,采用DSP+FPGA数字控制平台进行了谐振电流信息提取的实验研究,针对多种不同工况下的实验结果对比分析后,指出小波包优化算法能够准确提取符期望的谐振信息。
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