基于电流源型逆变器光伏并网发电系统关键技术研究

发布时间：2017-10-16 21:18

  本文关键词：基于电流源型逆变器光伏并网发电系统关键技术研究

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【摘要】：随着社会的发展,可再生能源受到人们的关注。太阳能作为清洁能源,其无污染且来源广泛的特性使其越来越受到人们的重视。光伏并网系统的关键构成为光伏并网逆变器。传统的光伏并网逆变器大都采用电压源型逆变器(Voltage Source Inverter,VSI)拓扑,这种拓扑需要增加额外的电压变换环节才可实现并网。电流源型逆变器(Current Source Inverter,CSI)拓扑本身具有升压特性,不需要额外的升压环节即可实现并网发电。本文在不同坐标系下对三相CSI光伏并网发电系统进行了建模。模型结果显示在两相dq坐标系下的模型较为复杂,而在三相abc及两相αβ坐标系下系统无耦合,模型相对简单。研究了三相CSI光伏并网逆变器的调制策略,并对其原理进行分析。对光伏电池模型进行建模及仿真。对比在VSI中常用的MPPT(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术,针对三相CSI光伏并网系统在最大功率点(Maximum Power Point,MPP)右侧容易产生电流失控及功率瞬时跌落的现象,研究基于扰动电阻法的MPPT技术。在此基础上,针对CSI光伏并网发电系统的直流侧电感及交流侧CL滤波器进行设计。对于CL滤波器固有的谐振尖峰问题,研究了电容电压反馈法的有源阻尼谐振抑制策略并对其控制环路及参数进行设计。仿真结果验证CL滤波器设计的有效性及有源阻尼控制策略的正确性。研究三相CSI光伏并网发电系统的控制策略。在两相同步旋转坐标系下采用直流电流外环,交流电流内环作为CSI光伏并网发电系统的控制回路。在连续域及离散域下针对电流内环的控制器参数进行设计,并验证在该参数下系统的稳定性,仿真验证了系统参数设计的有效性。最后,搭建1kW三相CSI光伏并网发电系统实验平台。对硬件电路及软件部分进行了设计,并对本文的研究内容进行实验验证,实验结果验证本文所研究内容的正确性。
【关键词】：光伏并网发电系统 电流源型逆变器 最大功率点跟踪 有源阻尼 控制策略
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-26
• 1.1 研究的背景及意义17-18
• 1.2 光伏发电系统概述18-22
• 1.3 基于CSI光伏并网发电系统关键技术的国内外研究现状22-25
• 1.4 本文的研究内容25-26
• 2 电流源型逆变器光伏并网发电系统数学模型及其调制策略26-40
• 2.1 电流源型逆变器光伏并网发电系统的拓扑结构26-27
• 2.2 电流源型逆变器的数学模型27-31
• 2.3 基于电流源型并网逆变器调制策略31-39
• 2.4 本章小结39-40
• 3 电流源型逆变器光伏并网发电系统MPPT技术40-52
• 3.1 光伏电池的原理及特性40-42
• 3.2 MPPT技术42-50
• 3.3 仿真实验研究50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 4 直流侧电感及交流侧CL滤波器的设计52-70
• 4.1 交流侧CL滤波器设计52-61
• 4.2 三相电流源型逆变器直流侧电感的设计61-65
• 4.3 谐振抑制策略及其参数设计65-67
• 4.4 仿真实验研究67-69
• 4.5 本章小结69-70
• 5 基于电流源型逆变器光伏并网发电系统控制策略研究70-84
• 5.1 电流源型逆变器光伏并网发电系统的双闭环控制策略70-74
• 5.2 电流内环参数设计74-77
• 5.3 仿真实验研究77-83
• 5.4 本章小结83-84
• 6 实验研究84-97
• 6.1 实验平台搭建84-88
• 6.2 系统软件设计88-90
• 6.3 实验结果分析90-96
• 6.4 本章小结96-97
• 7 总结与展望97-99
• 7.1 总结97
• 7.2 展望97-99
• 参考文献99-105
• 作者简历105-107
• 学位论文数据集107

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