單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器研究

【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境污染的加劇,可再生能源的開發(fā)利用已成為人們?cè)絹碓疥P(guān)注的問題。大容量光伏并網(wǎng)發(fā)電站是開發(fā)太陽(yáng)能的一種重要形式,而研制高效、穩(wěn)定、安全的單級(jí)三相光伏并網(wǎng)逆變器是建立大容量光伏電站的技術(shù)基礎(chǔ)。因此,本文主要對(duì)單級(jí)三相光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了深入研究。 首先,在abc和dq坐標(biāo)系下建立了三相電壓型逆變器(VSI)的數(shù)學(xué)模型,分析了電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)控制以及最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制,并在此基礎(chǔ)上搭建了一臺(tái)80kW的單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器仿真模型。 針對(duì)光伏逆變器因天氣變化利用率不高這一缺點(diǎn),在對(duì)光伏逆變器與有源電力濾波器(APF)進(jìn)行理論分析與比較的基礎(chǔ)上,提出只需在控制方法上稍加改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)有源濾波功能。仿真驗(yàn)證了具有APF功能的光伏逆變器的三種工作模式。 針對(duì)大型光伏電站在電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落故障時(shí)突然脫網(wǎng)給電網(wǎng)帶來不利影響,重點(diǎn)研究了光伏逆變器的低電壓穿越技術(shù)(LVRT)。通過對(duì)采用雙環(huán)控制的單級(jí)光伏并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)的仿真,發(fā)現(xiàn)輸出電流嚴(yán)重超額。因此,重新設(shè)計(jì)了一種基于正負(fù)序雙電流環(huán)的LVRT控制系統(tǒng),通過對(duì)有功無功電流的協(xié)調(diào)控制,能夠保證光伏逆變器在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)不過流。同時(shí),能夠發(fā)出一定的無功功率以支撐并網(wǎng)點(diǎn)電壓,從而具備低電壓穿越的能力。最后仿真驗(yàn)證了控制策略的有效性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) APF 低電壓穿越
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 光伏發(fā)電的背景10-11
• 1.2 光伏發(fā)電現(xiàn)狀及前景11-13
• 1.2.1 國(guó)外光伏發(fā)電現(xiàn)狀及前景11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電現(xiàn)狀及前景12-13
• 1.3 光伏逆變器技術(shù)發(fā)展方向13-14
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 光伏逆變器數(shù)學(xué)模型及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16-25
• 2.1 光伏逆變器數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2 dq坐標(biāo)下三相VSI數(shù)學(xué)模型17-20
• 2.2.1 坐標(biāo)變換的原理17-18
• 2.2.2 dq數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)18-20
• 2.3 逆變器控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)20-23
• 2.3.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.2 電壓外環(huán)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.3 MPPT設(shè)計(jì)22-23
• 2.4 仿真分析23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 具有APF功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究25-36
• 3.1 APF工作原理25-26
• 3.2 光伏并網(wǎng)與APF的統(tǒng)一控制技術(shù)26-27
• 3.3 LCL濾波器設(shè)計(jì)27-32
• 3.3.1 LCL濾波器的原理分析27-29
• 3.3.2 LCL濾波器的設(shè)計(jì)29-31
• 3.3.3 LCL濾波器的阻尼控制策略31-32
• 3.4 具有APF功能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真32-35
• 3.4.1 單獨(dú)實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)32
• 3.4.2 單獨(dú)實(shí)現(xiàn)有源濾波32-34
• 3.4.3 同時(shí)進(jìn)行光伏并網(wǎng)與有源濾波34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越研究36-67
• 4.1 電壓跌落的基本概念36-38
• 4.1.1 電壓跌落描述及危害36-37
• 4.1.2 電壓跌落故障的分類37-38
• 4.2 光伏系統(tǒng)低電壓穿越能力的重要性38-39
• 4.3 國(guó)內(nèi)外對(duì)光伏系統(tǒng)低電壓穿越能力的技術(shù)要求39-40
• 4.4 不具備LVRT光伏逆變器仿真分析40-42
• 4.5 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究42-54
• 4.5.1 對(duì)稱分量法42-44
• 4.5.2 基于正負(fù)序雙電流環(huán)的LVRT控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-48
• 4.5.3 正負(fù)序分量分離48-50
• 4.5.4 有功電流控制策略50-51
• 4.5.5 有功無功電流協(xié)調(diào)控制策略51-53
• 4.5.6 電壓跌落與恢復(fù)設(shè)計(jì)53-54
• 4.6 仿真分析54-66
• 4.6.1 無功發(fā)生對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的影響仿真54-55
• 4.6.2 有功電流控制策略仿真55-59
• 4.6.3 有功無功電流協(xié)調(diào)控制策略仿真59-66
• 4.7 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73

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