電網(wǎng)不平衡情況下三電平光伏逆變器的并網(wǎng)控制研究

【摘要】：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)憑其獨特的優(yōu)點受到了很多國家的重視，本文對其中光伏逆變器的控制方法進行了詳細的研究。目前，對光伏逆變器的控制大多考慮在三相電網(wǎng)平衡的條件下進行研究；當電網(wǎng)不平衡時，電網(wǎng)中存在負序電壓、電流分量，將導致逆變器交流側(cè)電流和直流側(cè)電壓出現(xiàn)非特征諧波，同時損耗相應增大，對逆變器的性能產(chǎn)生不良影響。因此，需要研究電網(wǎng)不平衡狀態(tài)下的光伏逆變器控制方法。 本文首先以三電平NPC型逆變器的基本拓撲結(jié)構(gòu)為基礎，闡述了三電平逆變器的工作原理，然后對電網(wǎng)不平衡情況下的三電平逆變器進行了詳細的建模分析。通過對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的功率流進行分析，設計了光伏并網(wǎng)逆變器的正、負序獨立旋轉(zhuǎn)坐標系下的控制方法。分析比較了兩種控制目標不同的控制方法：控制功率平均值的不平衡控制策略和控制功率平均值及其二次諧波分量的不平衡控制策略。 同時，本文對三電平逆變器不平衡控制的幾個關鍵問題也進行了研究：闡述了三電平逆變器SVPWM控制以及改善三電平逆變器中點電壓波動的VSVPWM控制；分析比較了陷波法和延遲法兩種電量正、負序檢測方法，提出一種簡化計算的模值檢測法。 在理論分析的基礎上，對三電平光伏逆變器進行了仿真研究。仿真結(jié)果表明：電網(wǎng)不平衡情況下采用正、負序獨立旋轉(zhuǎn)坐標系的控制方法，逆變器交流側(cè)電流和直流側(cè)電壓的諧波都大大減少，達到預期控制目標。 【關鍵詞】：關鍵字 三電平光伏逆變器 中點電壓平衡 正 負序分量 不平衡控制策略 電網(wǎng)電壓不平衡
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第1章 緒論15-22
• 1.1 課題研究的背景和意義15-16
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡單介紹16-19
• 1.2.1 最大功率點跟蹤控制17-18
• 1.2.2 多電平逆變器及其控制方法18-19
• 1.3 逆變器的不平衡控制策略研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 本文主要工作20-22
• 第2章 三電平光伏逆變器的數(shù)學建模22-30
• 2.1 三電平光伏逆變器的拓撲機構(gòu)22-23
• 2.2 三電平光伏逆變器的數(shù)學建模23-26
• 2.2.1 坐標系下的數(shù)學建模23-24
• 2.2.2 坐標系下的數(shù)學模型24-25
• 2.2.3 坐標系下的數(shù)學建模25-26
• 2.3 電網(wǎng)不平衡時三電平光伏逆變器的數(shù)學建模26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 不平衡控制關鍵問題研究30-50
• 3.1 空間電壓矢量控制30-37
• 3.1.1 計算原理31-35
• 3.1.2 仿真研究35-37
• 3.2 三電平逆變器的中點電壓控制研究37-41
• 3.2.1 中點電壓波動原理37-39
• 3.2.2 虛擬空間矢量（VSVPWM）控制39-41
• 3.3 電量正、負序分量計算方法41-49
• 3.3.1 陷波法41-42
• 3.3.2 延遲法42-44
• 3.3.3 模值檢測法44-45
• 3.3.4 仿真研究45-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 電網(wǎng)不平衡時逆變器的控制策略50-58
• 4.1 電網(wǎng)不平衡時逆變器的控制研究50-55
• 4.1.1 電網(wǎng)不平衡時存在的問題50-52
• 4.1.2 控制功率平均值的不平衡控制策略52-53
• 4.1.3 控制功率平均值及其二次諧波分量的不平衡控制策略53-55
• 4.2 雙閉環(huán)控制器的參數(shù)設計55-57
• 4.2.1 電流內(nèi)環(huán)構(gòu)造55-56
• 4.2.2 電壓外環(huán)構(gòu)造56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第5章 系統(tǒng)仿真及分析58-64
• 5.1 電網(wǎng)電壓不平衡對逆變器運行的影響58-61
• 5.2 控制功率平均值及其二次諧波分量的不平衡控制策略仿真61-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第6章 結(jié)論64-65
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 有待完善的工作64-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文69-70
• 參與科研項目及所獲獎勵70

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