三相光伏系統(tǒng)并網(wǎng)控制及低電壓穿越的研究

【摘要】：在全球都在開發(fā)新能源的熱潮中,太陽能以其無可比擬的優(yōu)勢,成為了目前新能源領(lǐng)域最炙手可熱的資源。目前,光伏并網(wǎng)發(fā)電是對太陽能最主要的利用形式。那么,如何提高光伏并網(wǎng)發(fā)電的效率,減少諧波成分使饋入到電網(wǎng)的能量更純凈,同時,要求光伏電站在電網(wǎng)電壓瞬時跌落時具備LVRT能力,這些問題歸根結(jié)底都是對光伏并網(wǎng)逆變器采取什么樣的控制策略。 本文主要是在安徽明赫新能源有限公司實習(xí)的基礎(chǔ)之上,對光伏并網(wǎng)逆變器展開研究。首先簡單分析了當(dāng)前國內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電和LVRT技術(shù)的研究現(xiàn)狀,從結(jié)構(gòu)上對現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)做了分類與比較。緊接著分析了典型的三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理。其次,針對光伏并網(wǎng)逆變器采用加權(quán)平均電流控制,并通過波特圖分析,得出加入加權(quán)平均電流因子的控制器比傳統(tǒng)的電流反饋控制方案更有益于對低次諧波的濾除。再次,在探討了國內(nèi)外的LVRT控制策略的基礎(chǔ)之上,將一種新型的基于一階慣性濾波正序分離算法的鎖相控制,加入一階慣性濾波環(huán)節(jié)后,避免了在電網(wǎng)電壓跌落時因傳統(tǒng)算法的延時未及時對電壓進行鎖相。 本文在理論研究的基礎(chǔ)之上,對三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)和基于一階慣性濾波正序分離算法進行了仿真研究,仿真波形表明,在電網(wǎng)電壓跌落時,經(jīng)過正序分離的電壓分量能快速地對電網(wǎng)電壓進行鎖相。利用安徽明赫新能源有限公司的5kW光伏逆變器對系統(tǒng)的部分模塊做了實驗研究。實驗波形輸出與本文的仿真波形一致,接近標(biāo)準(zhǔn)正弦波,證明加入加權(quán)平均電流算法的系統(tǒng)性能更好。但由于條件限制,沒有對LVRT技術(shù)作進一步實驗驗證。 【關(guān)鍵詞】：光伏逆變器 加權(quán)平均電流 LVRT 一階慣性濾波 正序分離
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-25
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.1.1 全球能源及環(huán)境危機12-13
• 1.1.2 光伏發(fā)電的特點及意義13-14
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢14-15
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢15-16
• 1.3 三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分類16-22
• 1.3.1 分布式與集中式16-19
• 1.3.2 可調(diào)度式與不可調(diào)度式19-20
• 1.3.3 按并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)來分20-22
• 1.4 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)控制策略22
• 1.5 低電壓穿越技術(shù)與反孤島保護22-23
• 1.5.1 LVRT研究意義23
• 1.5.2 LVRT研究現(xiàn)狀23
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容23-25
• 2 三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分析25-32
• 2.1 并網(wǎng)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)25-26
• 2.2 系統(tǒng)工作原理分析26-29
• 2.3 仿真模型及波形分析29-30
• 2.3.1 系統(tǒng)模型搭建29-30
• 2.3.2 系統(tǒng)仿真波形30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 三相光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)控制32-48
• 3.1 三相光伏系統(tǒng)的主電路拓撲32-34
• 3.2 逆變器控制策略34-46
• 3.2.1 SVPWM基本原理35-36
• 3.2.2 SVPWM的生成方法36-43
• 3.2.3 加權(quán)平均電流控制43-46
• 3.3 系統(tǒng)仿真46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 4 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)低電壓穿越48-62
• 4.1 光伏并網(wǎng)逆變LVRT48-50
• 4.1.1 LVRT技術(shù)要求48-49
• 4.1.2 LVRT能力的重要性49-50
• 4.2 LVRT控制策略50-58
• 4.2.1 最大電流幅值控制方案50-53
• 4.2.2 電壓電流雙閉環(huán)控制策略53-54
• 4.2.3 鎖相控制54-56
• 4.2.4 基于一階慣性濾波正序分離算法的電壓鎖相控制56-58
• 4.3 光伏并網(wǎng)逆變LVRT仿真分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 系統(tǒng)實驗62-66
• 5.1 5kW光伏逆變器成品介紹62-63
• 5.2 現(xiàn)場測試波形63-65
• 5.3 系統(tǒng)輸出及下位機顯示畫面65-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 研究展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-74
• 作者簡介及讀研期間發(fā)表論文情況74

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