光伏并網(wǎng)逆變器與并聯(lián)型有源濾波器的協(xié)同控制策略研究

【摘要】：在分布式發(fā)電迅速普及的大背景下，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量，有效使用電能的同時，對無功、諧波實(shí)施有效、靈活的控制，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，降低諧波含量，使得光伏系統(tǒng)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，這對光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展和電網(wǎng)電壓、質(zhì)量的穩(wěn)定都具有重要意義。本文以非隔離型并網(wǎng)逆變器為拓?fù)湓停谕瓿沙Ｒ?guī)并網(wǎng)發(fā)電的基礎(chǔ)上，基于有源濾波及瞬時無功功率的理論支持，研究光伏系統(tǒng)精確的有功、無功控制，無功補(bǔ)償及諧波抑制的協(xié)同控制策略。 本文首先研究了非隔離型并網(wǎng)逆變器以及并聯(lián)型有源電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，重點(diǎn)研究了并聯(lián)型有源電力濾波器與并網(wǎng)逆變器控制策略的異同。為協(xié)同控制系統(tǒng)重新設(shè)計了交流側(cè)濾波電感，并討論了直流側(cè)儲能電容小容量化的設(shè)計方法。 詳細(xì)研究了光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的有功無功解耦控制原理，包括并網(wǎng)控制策略的研究、直流側(cè)儲能裝置的研究以及逆變電路調(diào)制方式的研究。通過PSIM建模仿真分析詳細(xì)驗(yàn)證了所研究的并網(wǎng)控制策略、直流側(cè)補(bǔ)償控制以及全橋逆變的混合調(diào)制方式。 研究了一種基于單相變換的瞬時無功功率理論的諧波檢測方法，設(shè)計了二階巴特沃斯低通濾波器。在光伏并網(wǎng)逆變器的仿真模型上，研究LCL輸出濾波電感及高通濾波器對諧波抑制效果的影響。 在光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)無功諧波電流檢測及無功控制的基礎(chǔ)上，提出一種并網(wǎng)逆變器與有源電力濾波器協(xié)同運(yùn)行的控制策略，系統(tǒng)仿真結(jié)果證明了該策略的可行性。最后，在基于DSP+ARM雙核控制的3kW非隔離型并網(wǎng)逆變器的實(shí)驗(yàn)平臺上，進(jìn)行協(xié)同控制策略的軟硬件調(diào)試，給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證協(xié)同控制策略的合理性和可靠性。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng) 有源濾波 無功補(bǔ)償 諧波抑制 協(xié)同控制 混合調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM464;TN713.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題的提出背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外光伏發(fā)電概述12-15
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電的發(fā)展12-13
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 并網(wǎng)發(fā)電與有源濾波的結(jié)合15-17
• 1.3.1 有源電力濾波器15-16
• 1.3.2 光伏發(fā)電與有源濾波的協(xié)同控制16-17
• 1.4 論文的主要工作17-19
• 第二章 光伏并網(wǎng)與有源濾波協(xié)同控制的理論研究19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 非隔離型并網(wǎng)逆變器19-23
• 2.2.1 非隔離型并網(wǎng)逆變器的拓?fù)潆娐贩治?/span>19-22
• 2.2.2 單相并網(wǎng)逆變器的工作原理分析22-23
• 2.3 并聯(lián)型有源電力濾波器23-26
• 2.3.1 有源電力濾波器的主電路結(jié)構(gòu)分析23-25
• 2.3.2 并聯(lián)型有源濾波器的工作原理25-26
• 2.4 協(xié)同控制及其關(guān)鍵元件設(shè)計26-30
• 2.4.1 協(xié)同控制的工作原理26-28
• 2.4.2 輸出濾波電感的設(shè)計28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 光伏并網(wǎng)的功率解耦控制31-59
• 3.1 引言31
• 3.2 基于電流閉環(huán)的并網(wǎng)控制策略31-42
• 3.2.1 靜止坐標(biāo)系中單相并網(wǎng)逆變器的控制31-33
• 3.2.2 并網(wǎng)逆變器的控制算法33-36
• 3.2.3 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的 PSIM 仿真分析36-42
• 3.3 逆變電路混合調(diào)制方式的研究42-52
• 3.3.1 單極性與雙極性調(diào)制的對比分析42-45
• 3.3.2 單極性調(diào)制電流過零點(diǎn)畸變分析45-49
• 3.3.3 混合調(diào)制方式的仿真49-52
• 3.4 直流側(cè)儲能裝置的研究52-57
• 3.4.1 直流側(cè)功率解耦原理52-54
• 3.4.2 基于 Boost-Buck 的電流補(bǔ)償裝置仿真54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第四章 單相并網(wǎng)逆變器的有源濾波控制59-78
• 4.1 引言59
• 4.2 諧波電流的檢測方法59-62
• 4.2.1 常用的諧波檢測方法59-60
• 4.2.2 一種基于單相變換的 iq-ip諧波電流檢測方法60-62
• 4.3 濾波器的設(shè)計62-66
• 4.3.1 數(shù)字低通濾波器62-65
• 4.3.2 模擬高通濾波器65-66
• 4.4 直流側(cè)電壓的控制66-68
• 4.5 并聯(lián)型有源濾波器的仿真68-77
• 4.5.1 諧波及無功電流的檢測68-70
• 4.5.2 諧波抑制及無功補(bǔ)償70-77
• 4.6 本章小結(jié)77-78
• 第五章 協(xié)同控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析78-95
• 5.1 引言78
• 5.2 協(xié)同控制系統(tǒng)的 PSIM 仿真78-79
• 5.3 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計79-83
• 5.4 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的有功和無功控制實(shí)驗(yàn)83-93
• 5.4.1 光伏并網(wǎng)逆變器的有功控制83-86
• 5.4.2 光伏并網(wǎng)逆變器的無功控制86-93
• 5.5 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的有源濾波控制實(shí)驗(yàn)93
• 5.6 本章小結(jié)93-95
• 結(jié)論95-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果100-101
• 致謝101-102
• 附件102

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