光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究

【摘要】：太陽能作為可再生清潔能源，利用價(jià)值較高，而光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是利用太陽能的有效途徑，因此，對(duì)光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究是至關(guān)重要的。光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)（PVPC）的理論基礎(chǔ)是并網(wǎng)逆變器和有源電力濾波器在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理以及控制策略上存在統(tǒng)一之處，兩者的功能可通過控制并網(wǎng)逆變器一并實(shí)現(xiàn)，在并網(wǎng)發(fā)電的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償及諧波抑制的功能，并在功率調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)孤島檢測功能。為實(shí)現(xiàn)以上功能，針對(duì)光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)展開研究，主要內(nèi)容如下： 首先，因在PVPC中實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償及諧波抑制功能的核心環(huán)節(jié)是實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的檢測負(fù)載側(cè)的諧波及無功電流，故深入研究了基于平均有功功率理論的檢測方法，該檢測方法需要低通濾波器提取直流分量，而低通濾波器具有固定的延時(shí)，為解決由此造成的延時(shí)，提出將諧波和無功電流作為反饋信號(hào)，引入含比例-積分-微分（PID）調(diào)節(jié)的反饋環(huán)節(jié)來加快其檢測速度。通過仿真分析，驗(yàn)證了改進(jìn)后的檢測方法更具快速性。 其次，研究PVPC的控制目標(biāo)及控制方法。該系統(tǒng)的控制包括兩方面：一是對(duì)光伏陣列的MPPT控制，此處采用爬山法以保證光伏陣列輸出最大有功功率；二是并網(wǎng)逆變器的電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制，采用準(zhǔn)PR控制技術(shù)跟蹤指令電流，該指令電流由穩(wěn)壓環(huán)控制得到的有功電流和上述方法檢測得到的無功及諧波電流合成而得，從而抑制諧波，同時(shí)輸出有功和補(bǔ)償無功功率，并在調(diào)節(jié)無功功率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)孤島檢測。 最后，在Matlab/Simulink中搭建仿真模型，驗(yàn)證PVPC的可行性。仿真結(jié)果表明，最大功率跟蹤控制和雙環(huán)控制策略能實(shí)現(xiàn)其功能，光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電和無功補(bǔ)償及諧波抑制功能，并能在光照強(qiáng)度變化以及改變無功補(bǔ)償程度時(shí)靈活調(diào)節(jié)有功功率和無功功率，同時(shí)可通過控制無功補(bǔ)償?shù)某潭瓤焖贆z測出孤島效應(yīng)。 【關(guān)鍵詞】：最大功率點(diǎn)跟蹤 諧波及無功電流 控制策略 孤島檢測 PVPC
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 無功補(bǔ)償及諧波抑制技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 孤島檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 2 光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)16-19
• 2.1.1 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-18
• 2.1.2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理18-19
• 2.2 單相有源電力濾波器19-22
• 2.2.1 單相有源電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19-21
• 2.2.2 單相有源電力濾波器的工作原理21-22
• 2.3 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與有源電力濾波器的對(duì)比分析22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 諧波及無功電流檢測方法24-35
• 3.1 基于瞬時(shí)無功理論的檢測方法24-25
• 3.2 有功電流分離法25-27
• 3.3 改進(jìn)的諧波及無功電流檢測方法27-34
• 3.3.1 基于平均有功功率的檢測方法原理28-29
• 3.3.2 基于平均有功功率理論的改進(jìn)檢測方法29-30
• 3.3.3 仿真分析30-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制策略35-52
• 4.1 并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制目標(biāo)及方法35-36
• 4.2 電流內(nèi)環(huán)控制36-39
• 4.2.1 準(zhǔn) PR 控制方法分析36-38
• 4.2.2 準(zhǔn) PR 控制參數(shù)設(shè)計(jì)38-39
• 4.3 電壓外環(huán)控制39-41
• 4.3.1 電壓外環(huán)控制方法分析39-40
• 4.3.2 電壓外環(huán) PI 參數(shù)設(shè)計(jì)40-41
• 4.4 光伏電池 MPPT 控制41-49
• 4.4.1 光伏電池原理41-45
• 4.4.2 最大功率跟蹤方法45-49
• 4.5 基于功率調(diào)節(jié)的孤島檢測方法49-51
• 4.5.1 孤島檢測標(biāo)準(zhǔn)49
• 4.5.2 基于功率調(diào)節(jié)的孤島檢測原理49-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 5 光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真研究52-61
• 5.1 并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真模型52-57
• 5.1.1 整體仿真模型52-53
• 5.1.2 光伏電池及 MPPT 仿真模塊53-55
• 5.1.3 電流檢測及雙閉環(huán)仿真模塊55-57
• 5.2 并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真分析57-60
• 5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的仿真分析57-58
• 5.2.2 光照強(qiáng)度變化時(shí)的仿真分析58
• 5.2.3 無功補(bǔ)償變化時(shí)的仿真分析58-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 6 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況64-65
• 致謝65

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