基于智能電網(wǎng)的光伏三相逆變并網(wǎng)控制策略研究

【摘要】：隨著化石類非可再生能源的快速消耗及其帶來(lái)的環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重,人們迫切要找到清潔的替代能源,一方面能緩解這種能源危機(jī),另一方面能有效的抑制溫室效應(yīng)等燃燒化石燃料引發(fā)的環(huán)境問題。太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源,具有無(wú)污染、可用資源分布廣、可再生等特點(diǎn)。光伏發(fā)電的最終形式是光伏逆變并網(wǎng)發(fā)電,將光伏電池的能量送到電網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率存在易受環(huán)境影響具有不穩(wěn)定的特點(diǎn),以光伏發(fā)電形式的并網(wǎng)行為對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有一定影響。要解決這種矛盾就必須依靠智能電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù),確保電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,滿足光伏逆變并網(wǎng)的技術(shù)要求。 本文在分析了智能電網(wǎng)運(yùn)行方式及其特性的基礎(chǔ)上,針對(duì)光伏電池的三相逆變并網(wǎng)進(jìn)行了研究,主要的研究?jī)?nèi)容如下： (1)利用光伏電池的實(shí)際參數(shù)分析了光伏電池的電氣輸出特性,分析發(fā)現(xiàn)光伏電池受外界環(huán)境影響,輸出功率呈非線性變化,光伏逆變并網(wǎng)將會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行,從并網(wǎng)與孤島角度研究利用智能電網(wǎng)技術(shù)減小這種不利影響。 (2)分析了三相逆變并網(wǎng)技術(shù),采用dq變換與鎖相環(huán)技術(shù)相結(jié)合的方式對(duì)電網(wǎng)側(cè)的電壓幅值、頻率、相位進(jìn)行準(zhǔn)確跟蹤,實(shí)現(xiàn)同期并網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)后的電流控制,推算了三相逆變器LCL濾波器的狀態(tài)空間方程,然后利用小信號(hào)模型對(duì)方程進(jìn)行線性處理,實(shí)現(xiàn)了電壓電流的解耦控制。在此基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了一種新的三相逆變并網(wǎng)電流控制方式,即外環(huán)電網(wǎng)側(cè)電壓,內(nèi)環(huán)逆變側(cè)電流電壓同步控制方式。建立了三相逆變并網(wǎng)的仿真模型,實(shí)現(xiàn)三相逆變并網(wǎng)、電流控制的仿真。 (3)論文對(duì)光伏三相逆變的孤島現(xiàn)象進(jìn)行了分析,討論了三種孤島后的并網(wǎng)模式,利用孤島現(xiàn)象發(fā)生時(shí)負(fù)載上電氣量的變化建立光伏三相逆變器的孤島檢測(cè)模型,對(duì)孤島進(jìn)行控制。 【關(guān)鍵詞】：智能電網(wǎng) 光伏電池 三相逆變 光伏并網(wǎng) LCL濾波器 電流解耦 孤島檢測(cè)
【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】：2011
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 智能電網(wǎng)的研究11-13
• 1.2.2 光伏發(fā)電技術(shù)研究的發(fā)展13-15
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 基于智能電網(wǎng)的光伏發(fā)電技術(shù)16-27
• 2.1 智能電網(wǎng)的概念16-18
• 2.1.1 智能電網(wǎng)的定義16-17
• 2.1.2 智能電網(wǎng)的特性17-18
• 2.2 智能電網(wǎng)中的清潔能源18-19
• 2.2.1 中國(guó)智能電網(wǎng)在清潔能源中的應(yīng)用18
• 2.2.2 智能電網(wǎng)對(duì)光伏發(fā)電的技術(shù)支撐18-19
• 2.3 光伏電池簡(jiǎn)介19-24
• 2.3.1 光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型的工程簡(jiǎn)化20-21
• 2.3.2 參數(shù)求解21-22
• 2.3.3 光伏電池輸出特性實(shí)例計(jì)算分析22-24
• 2.4 光伏發(fā)電技術(shù)24-26
• 2.4.1 最大功率點(diǎn)追蹤25
• 2.4.2 逆變技術(shù)25-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 第3章 光伏三相逆變并網(wǎng)27-41
• 3.1 光伏逆變結(jié)構(gòu)原理27-29
• 3.1.1 逆變器的分類27-28
• 3.1.2 光伏逆變并網(wǎng)技術(shù)28
• 3.1.3 光伏逆變并網(wǎng)結(jié)構(gòu)的修改28-29
• 3.2 三相逆變器29-34
• 3.2.1 SPWM逆變技術(shù)30-32
• 3.2.2 三相逆變仿真32-33
• 3.2.3 三相正弦電壓反饋調(diào)整33-34
• 3.3 三相逆變并網(wǎng)34-39
• 3.3.1 光伏逆變并網(wǎng)仿真36
• 3.3.2 鎖相環(huán)的基本原理36-37
• 3.3.3 并網(wǎng)仿真37-39
• 3.4 光伏并網(wǎng)逆變器控制39
• 3.5 小結(jié)39-41
• 第4章 光伏逆變并網(wǎng)的控制策略分析41-54
• 4.1 濾波器設(shè)計(jì)41-45
• 4.1.1 LCL濾波器41-43
• 4.1.2 LCL濾波器結(jié)構(gòu)的無(wú)源阻尼方案與有源阻尼方案43-45
• 4.2 并網(wǎng)逆變器控制策略45-50
• 4.2.1 并網(wǎng)逆變器控制原理概述45-46
• 4.2.2 光伏三相并網(wǎng)逆變器的LCL濾波器數(shù)學(xué)解耦模型46-48
• 4.2.3 典型的并網(wǎng)逆變器控制策略48-50
• 4.3 光伏三相并網(wǎng)電流控制仿真50-53
• 4.3.1 光伏三相并網(wǎng)電流控制仿真51-52
• 4.3.2 仿真數(shù)據(jù)圖形52-53
• 4.4 小結(jié)53-54
• 第5章 逆變并網(wǎng)的孤島檢測(cè)與控制54-67
• 5.1 孤島現(xiàn)象的研究54-56
• 5.1.1 孤島運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)55
• 5.1.2 孤島帶載運(yùn)行方式55-56
• 5.1.3 孤島狀態(tài)下的并網(wǎng)56
• 5.2 孤島檢測(cè)與控制的方法56-65
• 5.2.1 逆變器反孤島的測(cè)試電路56-60
• 5.2.2 基于遠(yuǎn)程通信的孤島檢測(cè)60
• 5.2.3 被動(dòng)式孤島檢測(cè)60-63
• 5.2.4 主動(dòng)式孤島檢測(cè)63-65
• 5.2.5 其他孤島檢測(cè)技術(shù)65
• 5.3 小結(jié)65-67
• 總結(jié)與展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77
• 在校期間的科研成果77-78
• 附錄78-83

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