不平衡電網(wǎng)下三相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究

【摘要】：對三相并網(wǎng)逆變器的研究大多建立在理想電網(wǎng)的基礎上。然而一些條件下電網(wǎng)會出現(xiàn)不平衡故障。此時三相并網(wǎng)逆變器將受到影響，輸出并網(wǎng)電流諧波含量大，污染電網(wǎng)。嚴重時會導致并網(wǎng)逆變器無法工作，甚至損壞元器件。因此對三相并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)發(fā)生不平衡故障時控制策略的研究必不可少。 首先對三相并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)平衡時的工作原理做詳細研究，其次分析三相并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)不平衡時運行情況。基于上述工作提出三相并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)不平衡時的控制策略，包括正負序分量分離控制策略、比例諧振(PR)控制策略和準比例諧振(quasi-PR)控制策略。正負序分量分離控制策略將不平衡的電壓量分解成平衡的正序分量和負序分量，再對平衡的分量進行控制。其中主要設計了2倍頻陷波器，并給出了PI控制器的參數(shù)表達式。PR控制策略和準PR控制策略均是直接對不平衡電壓量進行控制，無需分解。對PR控制器和準PR控制器的伯德圖和頻率響應做了深入研究。結合控制器給出系統(tǒng)的整體控制策略。 在電網(wǎng)平衡和不平衡情況下對三相光伏并網(wǎng)逆變器建立數(shù)學模型。在matlab\simulink模塊中，以數(shù)學模型為基礎建立并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型。以抑制網(wǎng)側負序電流為目的結合理論分別對三種控制策略做仿真。仿真結果表明：三種控制策略下三相并網(wǎng)逆變器輸出的電流均能夠有效跟蹤電網(wǎng)電壓，并且電流總諧波失真(THD)滿足并網(wǎng)要求。最后搭建實驗樣機對控制算法進行程序?qū)崿F(xiàn)。實驗結果驗證了控制策略的有效性。電流THD控制在2.75%。 【關鍵詞】：三相并網(wǎng)逆變器 電網(wǎng)不平衡 正負序分量 比例諧振 準比例諧振
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 光伏發(fā)電國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2 光伏并網(wǎng)逆變器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的主要分類12-13
• 1.2.2 光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術13-15
• 1.3 電網(wǎng)不平衡時三相逆變器控制技術研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 電網(wǎng)不平衡時三相光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)學建模18-35
• 2.1 三相不平衡系統(tǒng)定義18-19
• 2.2 三相正序負序零序分量定義19-23
• 2.3 三相光伏并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)原理23-25
• 2.4 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)標準25-26
• 2.5 三相并網(wǎng)逆變器的一般數(shù)學模型26-30
• 2.5.1 兩相靜止坐標系中三相并網(wǎng)逆變器模型27-28
• 2.5.2 兩相旋轉坐標系中三相并網(wǎng)逆變器模型28-30
• 2.6 電網(wǎng)電壓不平衡下的三相光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)學模型30-34
• 2.7 本章總結34-35
• 第三章 電網(wǎng)不平衡時三相光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略35-56
• 3.1 電網(wǎng)電壓不平衡下的功率分析35-36
• 3.2 瞬時功率理論36-38
• 3.3 電網(wǎng)不平衡對并網(wǎng)逆變器控制的影響38-43
• 3.4 基于 dq 坐標系的正負序分量分離控制算法43-48
• 3.4.1 電網(wǎng)不平衡時電網(wǎng)正負序電壓提取43-44
• 3.4.2 陷波器設計44-46
• 3.4.3 PI 控制器設計46-48
• 3.5 比例諧振控制策略48-52
• 3.6 準比例諧振控制策略52-55
• 3.7 本章總結55-56
• 第四章 電網(wǎng)不平衡時三相并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)設計與仿真驗證56-74
• 4.1 PI 雙閉環(huán)控制設計56-59
• 4.1.1 電流環(huán)設計56-58
• 4.1.2 電壓環(huán)設計58-59
• 4.2 控制算法的仿真與驗證59-73
• 4.2.1 正負序分量分離控制算法仿真61-68
• 4.2.2 比例諧振控制算法仿真68-71
• 4.2.3 準比例諧振控制算法仿真71-73
• 4.4 本章總結73-74
• 第五章 實驗與結果74-83
• 5.1 實驗平臺74-75
• 5.2 測試電路75
• 5.3 系統(tǒng)整體軟件流程75-76
• 5.4 實驗波形76-81
• 5.5 本章總結81-83
• 第六章 總結與展望83-85
• 致謝85-86
• 參考文獻86-88
• 攻碩期間取得的研究成果88-89

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