直接功率控制在三相光伏并網(wǎng)中的研究

【摘要】：能源危機、環(huán)境污染給人類可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴重威脅，可再生清潔能源的利用與研究成為人們關(guān)注的焦點。光伏并網(wǎng)的核心就是將直流側(cè)的太陽能與交流側(cè)電網(wǎng)相連接，實現(xiàn)能量傳遞，這樣就可以補充電網(wǎng)能源的不足，從而提供給用戶使用?，F(xiàn)階段光伏并網(wǎng)技術(shù)還存在著如下主要難題：1.光伏材料制作成本高，制作工藝需要條件高，2.光伏電池將輻射在其表面的太陽能轉(zhuǎn)化為可利用能源的效率低，3.實時跟蹤太陽能電池輸出最大功率存在困難，4.光伏并網(wǎng)對整個電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性及可靠性存在一定影響。鑒于以上存在難題，本文重點分析了3、4點，并著重研究了并網(wǎng)控制策略。 并網(wǎng)逆變器是新能源與電網(wǎng)相結(jié)合的樞紐，基于現(xiàn)階段，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)存在諧波污染嚴重、功率因數(shù)低、控制系統(tǒng)復雜以及動態(tài)性能差等問題。本文根據(jù)瞬時功率理論，建立了并網(wǎng)逆變器的功率數(shù)學模型，將直接功率控制（direct power control，DPC）策略應用于三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，分析了傳統(tǒng)開關(guān)表存對無功、有功功率調(diào)節(jié)能力差、存在不可控區(qū)等不足之處，提出了一種新型的開關(guān)表。 由于傳統(tǒng)DPC需要四類傳感器來為控制策略提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，由于傳感器過多使用，增加了控制系統(tǒng)成本?；谝陨显?，借鑒交流電機定子磁鏈的概念，引入了虛擬磁鏈(VF)概念，將虛擬磁鏈與直接功率相結(jié)合，實現(xiàn)了無電網(wǎng)電壓傳感器的直接功率控制光伏并網(wǎng)，同時傳統(tǒng)滯環(huán)比較的直接功率控制開關(guān)頻率不固定，為解決此問題，將VF-DPC控制系統(tǒng)與空間矢量（SVM）相結(jié)合，實現(xiàn)了VF-DPC-SVM的光伏并網(wǎng)。對未來新能源開發(fā)利用具有良好的工程應用價值。 【關(guān)鍵詞】：光伏電池 瞬時功率理論 直接功率控制 新型開關(guān)表 虛擬磁鏈
【學位授予單位】：華東交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 光伏并網(wǎng)研究背景及價值7-9
• 1.1.1 能源危機以及環(huán)境污染7-8
• 1.1.2 大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的必要性8-9
• 1.2 光伏發(fā)電的特點9-10
• 1.3 光伏并網(wǎng)特性分類10-11
• 1.4 光伏并網(wǎng)發(fā)電近年來發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11-14
• 1.4.1 國外的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.4.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.5 課題的提出與意義14
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第二章 光伏電池建模及 MPPT 控制方法16-25
• 2.1 太陽能電池工作特性16-20
• 2.1.1 太陽能電池工作原理16-17
• 2.1.2 太陽能電池數(shù)學建模17-18
• 2.1.3 太陽能電池工作特性仿真分析18-20
• 2.2 最大功率點跟蹤20-24
• 2.2.1 恒定電壓跟蹤法（CVT）20-21
• 2.2.2 擾動觀察法21-22
• 2.2.3 電導增量法22-24
• 2.2.4 其他 MPPT 控制方法24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 瞬時功率理論25-35
• 3.1 瞬時功率理論介紹25-28
• 3.1.1 基于復功率的瞬時功率理論26-27
• 3.1.2 基于矢量乘法的瞬時功率理論27-28
• 3.2 三相電壓型光伏并網(wǎng)數(shù)學分析28-35
• 第四章 基于直接功率控制策略的三相光伏并網(wǎng)研究35-49
• 4.1 基于直接功率控制策略的三相光伏并網(wǎng)研究35-39
• 4.2 新型開關(guān)表的直接功率控制的三相光伏并網(wǎng)研究39-42
• 4.3 基于 Matlab/simulink 仿真建模42-44
• 4.4 仿真結(jié)果分析44-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 基于虛擬磁鏈直接功率控制三相光伏并網(wǎng)研究49-61
• 5.1 虛擬磁鏈直接功率控制原理49-52
• 5.1.1 交流電機定子繞組磁鏈的計算49-50
• 5.1.2 并網(wǎng)逆變器虛擬磁鏈的計算50-52
• 5.2 基于 VF-DPC-SVM 控制光伏并網(wǎng)52-53
• 5.2.1 基于 VF-DPC-SVM 光伏并網(wǎng)方框圖52-53
• 5.3 定頻 SVPWM 調(diào)制53-54
• 5.4 虛擬磁鏈觀測器設(shè)計54-56
• 5.4.1 傳統(tǒng)虛擬磁鏈觀測器54-55
• 5.4.2 新型虛擬磁鏈觀測器55-56
• 5.5 基于 Matlab/simulink 仿真建模56-57
• 5.6 仿真結(jié)果分析57-60
• 5.7 本章小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-62
• 6.1 結(jié)論61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-65
• 個人簡歷 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文65-66
• 致謝66

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