融合電能質(zhì)量控制的光伏逆變技術(shù)研究

【摘要】：隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)加快，能源緊缺、環(huán)境污染和氣候變暖等諸多問題變得日益突出。在眾多新能源產(chǎn)業(yè)中，光伏發(fā)電由于其自身特性而一枝獨(dú)秀。然而，由于受天氣變化、晝夜交替、太陽能能量密度低和系統(tǒng)穩(wěn)定性差等諸多客觀條件的制約，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際有效利用率很低。與此同時，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，配電系統(tǒng)中各類非線性、沖擊性以及不平衡用電設(shè)備在各行各業(yè)被廣泛使用[1]。這些負(fù)載消耗無功產(chǎn)生諧波，嚴(yán)重污染了電網(wǎng)，降低了電能質(zhì)量，而類似IT、醫(yī)療以及微電子等這樣現(xiàn)代高精密行業(yè)對電能質(zhì)量的要求卻越來越高。傳統(tǒng)無源濾波設(shè)備早已顯得力不從心，在此背景下，對有源電力濾波器（APF)的研究同樣意義重大。 針對以上問題，本文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和APF在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制方法和使用功能等方面都進(jìn)行了比較分析，對涉及到的主要技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)二者在很多方面有著相同之處，由此推斷對二者實(shí)施統(tǒng)一控制具有可行性。以此為基礎(chǔ)，將光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和APF作為研究對象，在硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟件控制方法上進(jìn)行適當(dāng)拓展，并實(shí)施統(tǒng)一控制，使系統(tǒng)在光伏并網(wǎng)發(fā)電的同時，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的無功和諧波進(jìn)行有效補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電與有源濾波的融合。統(tǒng)一控制系統(tǒng)不僅擴(kuò)展了原有系統(tǒng)功能，提高設(shè)備利用率，節(jié)省單獨(dú)配置APF額外花費(fèi)的硬件投入。 文章分析了光伏發(fā)電技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀與不足，指出了本文選題的目的與意義。對比分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和并聯(lián)型APF的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理，建立了統(tǒng)一控制仿真模型。在電流檢測部分，采用基于瞬時無功功率的ip-iq方法，對被測電流中有功、無功和諧波實(shí)現(xiàn)檢測與分離。之后，針對如何實(shí)現(xiàn)各電流分量的綜合控制，本文提出了控制決策表這一新穎的控制思路，兼顧了并網(wǎng)逆變器的有功輸出和無功、諧波補(bǔ)償能力等客觀因素，能夠根據(jù)負(fù)載和電網(wǎng)的不同狀態(tài)而準(zhǔn)確靈活地調(diào)整各控制量的大小及其相應(yīng)組合，適時選擇并網(wǎng)發(fā)電或者進(jìn)行有源濾波，充分利用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備容量，提高設(shè)備利用率。 最后，在MATLAB/Simulink環(huán)境下對上述系統(tǒng)建模仿真，驗(yàn)證了本控制策略的有效性和正確性，且效果顯著。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)系統(tǒng) APF 統(tǒng)一控制 瞬時無功功率理論 控制決策表
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 選題的背景9-10
• 1.2 光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀10-12
• 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)12-16
• 1.3.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的分類12-13
• 1.3.2 并網(wǎng)逆變技術(shù)13-15
• 1.3.3 光伏并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢15-16
• 1.4 無功、諧波對電能的影響及解決辦法16-20
• 1.4.1 無功、諧波的定義16-17
• 1.4.2 無功、諧波的產(chǎn)生及危害17
• 1.4.3 電能質(zhì)量的定義17-18
• 1.4.4 電能質(zhì)量的治理18-19
• 1.4.5 APF的發(fā)展趨勢19-20
• 1.5 光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的不足20-21
• 1.6 選題目的與意義21
• 1.7 本章小結(jié)21-22
• 第二章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與APF的統(tǒng)一控制基礎(chǔ)22-27
• 2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制原理22-23
• 2.2 APF結(jié)構(gòu)與控制原理23-24
• 2.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與APF的對比分析24-25
• 2.4 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與APF的統(tǒng)一控制策略25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 無功與諧波的檢測27-35
• 3.1 諧波電流檢測方法概述27-28
• 3.2 基于瞬時無功功率理論的諧波檢測方法28-32
• 3.2.1 瞬時無功功率理論28-30
• 3.2.2 p-q檢測法與i_p-i_q檢測法30-32
• 3.3 本系統(tǒng)采用的檢測方法32-33
• 3.4 仿真研究33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與APF的統(tǒng)一控制研究35-45
• 4.1 指令電流的生成35-38
• 4.1.1 控制決策表35-37
• 4.1.2 指令電流合成37-38
• 4.2 統(tǒng)一控制系統(tǒng)原理圖38-40
• 4.3 直流側(cè)電壓控制40-42
• 4.3.1 直流側(cè)電容的選擇41-42
• 4.3.2 仿真研究42
• 4.4 交流測電感的選擇42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-45
• 第五章 仿真實(shí)驗(yàn)與分析45-51
• 5.1 統(tǒng)一控制系統(tǒng)仿真模型45
• 5.2 仿真研究分析45-50
• 5.2.1 分別進(jìn)行有源濾波和光伏并網(wǎng)發(fā)電的仿真分析45-46
• 5.2.2 分別補(bǔ)償無功和諧波的仿真分析46-48
• 5.2.3 分別在重載和輕載情況下的仿真分析48-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 總結(jié)51-52
• 6.2 后續(xù)課題研究的思考與展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 致謝56-57
• 附錄一：統(tǒng)一控制系統(tǒng)仿真圖57-58
• 附錄二：決策表主程序58-61
• 附錄三：碩士期間公開發(fā)表的論文61

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

三相AC/DC PWM變流器空間矢量控制方式研究    王寶誠,劉彥民,張金泉

現(xiàn)代電能質(zhì)量控制技術(shù)    姜齊榮,沈斐,韓英鐸

有源電力濾波器控制策略綜述    李建林,張仲超

三相四線有源電力濾波器直流側(cè)電壓控制方法    常鵬飛,曾繼倫,王彤,陳賢明

微電網(wǎng)研究綜述    魯宗相;王彩霞;閔勇;周雙喜;呂金祥;王云波;

三相PWM整流器電壓外環(huán)PI調(diào)節(jié)過程分析    魏克新;杜吉飛;杜明星;

一種新穎的鐵路靜止功率調(diào)節(jié)器雙環(huán)控制方法    馬伏軍;帥智康;羅安;邵鵬飛;吳敬兵;

可再生能源與電動汽車充放電設(shè)施在微電網(wǎng)中的集成模式與關(guān)鍵問題    肖湘寧;陳征;劉念;

考慮充放電控制的靜止伏安發(fā)生裝置研究    林少伯;韓民曉;牛戰(zhàn)壕;羅超;

用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性能評價    孫向東;張琦;任碧瑩;宋衛(wèi)章;鐘彥儒;

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變技術(shù)研究    吳春華

并聯(lián)型有源電力濾波器的研究與設(shè)計    伍海軍

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    郭勇

基于內(nèi)?？刂圃淼腜ID控制器設(shè)計    趙輝

并聯(lián)型有源電力濾波器的研究與實(shí)驗(yàn)    劉斌

并聯(lián)型有源濾波器直流側(cè)電壓控制    楊朝暉

無功功率補(bǔ)償和諧波抑制的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究    呂哲

基于DSP的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究    唐湘越

具有光伏發(fā)電功能的并聯(lián)型有源電力濾波器的研究    劉鑫正

并聯(lián)型有源濾波器諧波檢測與控制方法的研究    崔俊霞

單相光伏并網(wǎng)逆變器的研制    施韻

柔性交流輸電系統(tǒng)重點(diǎn)設(shè)備分析    葉海峰,汪翔,張志杰

按不同的補(bǔ)償目的計算集中補(bǔ)償電容器容量    高振華;

含有光伏電源的微網(wǎng)綜述    王錫琳;

三相四線制DSTATCOM的無功補(bǔ)償裝置設(shè)計    李彥;

基于電流分解的微網(wǎng)功率控制策略研究    紀(jì)明偉;陳杰;欒慶磊;

電力系統(tǒng)諧波檢測技術(shù)及DSP實(shí)現(xiàn)    楊福猛;袁曉斌;馬鑫金;徐倫;

并聯(lián)型APF補(bǔ)償?shù)湫碗娏餍椭C波源負(fù)載仿真    鄭冰;王峰;朱連成;王玉峰;

配電網(wǎng)中諧波諧振引起的過電流分析    唐緒好;

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的無功及諧波電流檢測與補(bǔ)償    楊立永;王周龍;田紅芳;

單相SAPF系統(tǒng)諧波電壓檢測與控制的仿真    呂洪林;劉慧娟;

考慮分布式發(fā)電的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷建模方法研究    錢軍

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障特性與保護(hù)技術(shù)研究    撖奧洋

并聯(lián)型有源電力濾波器諧波檢測及控制技術(shù)研究    謝斌

非并網(wǎng)風(fēng)電直供系統(tǒng)方案設(shè)計及控制策略研究    劉慧芳

微網(wǎng)諧波振及電壓暫降的評估與控制    雷之力

微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略研究    崔明勇

光伏微網(wǎng)的發(fā)電預(yù)測與能量管理技術(shù)研究    陳昌松

微網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化與能量管理研究    張穎媛

微電源并網(wǎng)同步檢測與定功率輸出控制技術(shù)研究    龔宇雷

基于微分幾何理論電力電子變換器非線性復(fù)合控制研究    樂江源

先進(jìn)PID算法研究及其在開口閃點(diǎn)儀溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用    商亮亮

基于ATMEGA64的磁閥式可控電抗器的控制研究    李宜娟

基于混沌映射的逆變器脈沖頻率調(diào)制技術(shù)研究    張洪義

含有微網(wǎng)的黑啟動特性的研究    王鐘輝

基于單周控制的新型串并聯(lián)混合型濾波器的研究    王陽

統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器檢測及控制方法的研究    呂翠玉

大功率廣義有源電力濾波器的研究    秦志清

大連港66KV變電站動態(tài)無功補(bǔ)償模糊控制器的設(shè)計與仿真    許曉毅

有載調(diào)壓變壓器對電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性影響的研究    朱閃閃

雙PWM變頻調(diào)速控制策略研究    孔德寧

國內(nèi)外光伏發(fā)電的新進(jìn)展    昌金銘;

最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    楊海柱,金新民

基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計    楊軍;金新民;童亦斌;

基于PID控制和重復(fù)控制的正弦波逆變電源研究    高軍,黎輝,楊旭,王兆安

一種基于瞬時無功功率理論諧波檢測的離散濾波方法    何益宏,卓放,周新,李紅雨,劉進(jìn)軍,王兆安

有源濾波器中數(shù)字低通濾波器設(shè)計及其實(shí)現(xiàn)    田大強(qiáng),蔣平,唐國慶

我國大規(guī)模可再生能源基地與技術(shù)的發(fā)展研究    嚴(yán)陸光;夏訓(xùn)誠;周鳳起;趙忠賢;劉東生;匡廷云;張新時;周孝信;李燦;朱瑞兆;陳勇;白克智;陸天虹;孔力;胡學(xué)浩;許洪華;趙黛青;呂紹勤;黃常綱;

基于瞬時無功功率理論高次諧波及基波無功電流的精確檢測    楊萬開,肖湘寧,楊以涵,楊麗明

有源濾波器補(bǔ)償電流的檢測與控制    唐中琦,謝運(yùn)祥

三相電路瞬時無功功率理論的研究    王兆安;李民;卓放;

    上海大學(xué) 陳伯時 教授

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

廠礦企業(yè)配電網(wǎng)諧波治理控制策略和工程應(yīng)用研究    王莉娜

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制的研究    鄭詩程

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的分析與研究    王飛

大功率電網(wǎng)諧波有源治理的控制策略和工程應(yīng)用研究    付青

并聯(lián)有源電力濾波器實(shí)用關(guān)鍵技術(shù)的研究    陳仲

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實(shí)現(xiàn)    吳理博

并聯(lián)混合型有源電力濾波器的理論與應(yīng)用研究    范瑞祥

注入式有源電力濾波器的關(guān)鍵技術(shù)研究與工程應(yīng)用    周柯

太陽能發(fā)電系統(tǒng)研究    林珊

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

基于重復(fù)控制技術(shù)的數(shù)字式逆變電源的研究    游志青

太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變裝置    孫本新

基于DSP的電源數(shù)字控制研究    李春燕

并聯(lián)型有源電力濾波器的研究    姜俊峰

單相逆變器重復(fù)控制和雙環(huán)控制技術(shù)研究    李俊林

光伏并網(wǎng)/獨(dú)立供電兩用逆變電源的研究    吳杰

基于PWM控制的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的建模與仿真研究    龐輝

可再生能源并網(wǎng)逆變器的研究    汪飛

與建筑相結(jié)合的光伏并網(wǎng)發(fā)電示范電站    張艷紅;張興;林閩;呂紹勤;張崇巍;

光伏并網(wǎng)發(fā)電與建筑相結(jié)合技術(shù)的發(fā)展概況    原慧軍;王效華;張興磊;

光伏并網(wǎng)發(fā)電通信控制裝置的設(shè)計    劉立軍;焦翠坪;王淼;穆桂霞;張喜軍;

國內(nèi)規(guī)模最大的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目投產(chǎn)    本刊編輯部;

光伏并網(wǎng)發(fā)電的研究進(jìn)展    余濤;余婕;

淺談光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展    王曄;方波;

基于智能功率模塊的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計    桑繪繪;楊奕;

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用研究    張杰;劉生春;周瑜;

小型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用    毛伙南;陳峰;崔傳芹;潘冬;陳海;郭金基;

3kW光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置研究與設(shè)計    唐衛(wèi)波;夏向陽;

安徽首座變電站光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    謝紅福;何鳴;張可;王曉;

對昆明電網(wǎng)光伏并網(wǎng)發(fā)電的一些思考    鄒賢;王琳;

對昆明電網(wǎng)光伏并網(wǎng)發(fā)電的一些思考    鄒賢;王琳;

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析    馮保念;洪瑞江;

國家體育場(鳥巢)100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計    朱知洋;張光春;施正榮;

光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)綜述    戴靖;何中一;邢巖;

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)仿真    陶曉峰;吳紅斌;

無差拍控制在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    張超;何湘寧;

基于dsPIC的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    葉剛;

基于D類功率放大器一種光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置設(shè)計    白婧文;韓可;

我國首個大型光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目開工    記者 李琛奇　通訊員 陳發(fā)明

敦煌光伏并網(wǎng)發(fā)電示范工程本月開工    本報記者 陳其玨

格爾木200MW大型光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目選址確定    通訊員 李莎莎　秦滑

兩大巨頭搶灘敦煌光伏發(fā)電項(xiàng)目    張維賢 張耀 李樹民

兩大“巨頭”搶灘敦煌光伏發(fā)電項(xiàng)目    張維賢　張耀 李樹民

10兆瓦光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目敦煌奠基    記者 陳宗立　通訊員 李開南

國投敦煌10兆瓦光伏項(xiàng)目發(fā)電    記者 趙棟

光伏并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究獲重要突破    陶韡爍 記者 王春

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)將完善    周洪博

策勒光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目開工    通訊員 高風(fēng)梅 李彩艷

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    陳宗祥

光伏并網(wǎng)發(fā)電的功率補(bǔ)償控制研究    蔡紀(jì)鶴

光伏并網(wǎng)發(fā)電的功率補(bǔ)償控制研究    蔡紀(jì)鶴

基于線性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    李春玲

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與控制策略研究    董密

三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊滔

光伏并網(wǎng)發(fā)電和無功補(bǔ)償綜合控制技術(shù)研究    郭佳

戶用式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制策略的研究    任碧瑩

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)MPPT及孤島檢測新技術(shù)的研究    張超

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    雷家寧

有源濾波器在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    李紹慈

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    袁陽

基于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島檢測    李春玲

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    羅小英

單相數(shù)控光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    劉傳洋

光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置的研究    王娉婷

2kW單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計    呂文坤

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    魏騰飛

兩級式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計    陳龍虎