光伏并网逆变器与APF协同控制策略研究

发布时间：2020-03-30 14:28

【摘要】：近年来,光伏发电因具有绿色清洁、资源丰富的优点而深受人们的青睐,但又因自身具有间歇性、利用率低的不足而限制了应用;另一方面,随着电力电子技术的迅速发展,消费侧使用非线性负载的比重逐年上升,不可避免的加重了电网的谐波污染,而目前对谐波治理最有效的手段之一是使用有源电力滤波器(Active Power Filter,APF),但APF也面临着功能单一、造价较高的发展难题。光伏发电与APF都有广阔的应用前景,但都因为自身的缺陷而限制了它们的发展,为此,本文对一种光伏并网逆变器与APF协同控制策略进行了研究,与二者单独使用时相比,在拓扑结构基本不变的情况下,该系统既可以实现光伏并网也可以实现APF的功能,从而弥补了两者单独使用时的不足和局限性。本文首先对光伏并网装置和APF的拓扑结构、工作原理进行了对比分析,从理论上证明了两者具有协同控制的可能,指出了该系统在协同控制策略中的三种工作方式;采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq法来对系统中的谐波、无功分量进行检测;研究了光伏并网与APF在协同控制策略中指令电流的合成方法;考虑到传统软件锁相环易受到复杂电网变化的影响,讨论了一种基于三阶广义积分器的改进型软件锁相环(Third Order Generalized.Integrator-Phase Locked Loop,TOGI-PLL),该锁相环在电网电压出现不对称甚至存在谐波和直流分量的情况下都可以精准锁定电网电压的相位;本文重点对单滞环SVPWM电流跟踪控制方法进行了研究,并对其各区域判断进行了优化,提出了一种基于SVPWM的改善型双滞环电流跟踪控制方法,使其对电流跟踪控制的效果更加理想。基于上述研究的基础,使用MATLAB/Simulink软件建立了仿真模型,对系统工作于完全光伏并网、完全APF、以及并网与APF统一工作这三种工作模式进行了仿真研究,仿真结果验证了协同控制策略的正确性以及可行性。并设计搭建了基于TMS320F28335控制芯片的硬件实验平台,其中主要对TOGI-PLL、ip-iq谐波电流检测方法和双滞环SVPWM电流跟踪控制策略等功能进行了实验,结果也同样证明每个模块使用的核心控制算法是合理可行的。
【图文】：

电网中的谐波源大致分为包含功率开关器件而载两大部分，如图 1.1 所示。工厂的用电负载为发电机和变压器，，由于工厂电力负荷的单机我们日常家中所用电器中第二类谐波源所占比不大，但由于使用的个数较多，因此不能小看其

扑结构如图 2.3 所示，内部架构大致分为由三流检测、电流跟踪控制。APF 在实现自身功能变器交流侧通常使用 L 型滤波器与电网相连，断产生的电压电流纹波。3S5S4S6SaUbUcUcaicbicci
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM464

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张杰;胡清波;艾振科;;并联型APF谐波检测算法对直流侧电压影响[J];湖北工业大学学报;2015年05期

2 刘金龙;王日新;盛雨欣;李国华;;一种有源电力滤波器优化SVPWM控制方法的研究[J];煤矿机电;2015年05期

3 王红艳;;光伏并网有源电力滤波器的自适应控制研究[J];可再生能源;2015年07期

4 周家琪;王磊;;有源电力滤波器瞬时无功功率控制策略研究[J];变频器世界;2015年02期

5 卢锋;田铭兴;朱强化;张俊强;;并联有源电力滤波器不定频滞环SVPWM控制与滞环控制的比较[J];电源学报;2014年05期

6 程启明;胡晓青;程尹曼;李明;陈根;;基于不定频滞环空间电压矢量的有源滤波器电流控制策略研究[J];电机与控制学报;2014年01期

7 薛尚青;蔡金锭;;基于二阶广义积分器的基波正负序分量检测方法[J];电力自动化设备;2011年11期

8 王新勇;许炜;汪显博;范波;;光伏并网逆变器空间电压矢量双滞环电流控制新策略[J];电力系统保护与控制;2011年10期

9 李畸勇;龚仁喜;韦海燕;;滞环SVPWM控制在光伏并网逆变器中的应用[J];电力电子技术;2011年04期

10 靳希;董立骏;屈克庆;;基于瞬时无功功率理论的三相并联型有源电力滤波器[J];上海电力学院学报;2008年04期

相关硕士学位论文 前10条

1 李建华;光伏发电系统并网控制策略研究[D];兰州理工大学;2018年

2 王天旺;并联型有源电力滤波器的研究与设计[D];西安科技大学;2018年

3 王川川;两级三相式光伏并网发电系统控制策略的研究[D];安徽理工大学;2017年

4 吴雅静;光伏发电系统多功能逆变器控制策略研究[D];河北工程大学;2017年

5 左占国;并联型APF及其直流侧电压平衡控制方法研究[D];西安科技大学;2017年

6 王枫明;基于定频滞环空间矢量有源滤波器的研究[D];太原理工大学;2017年

7 杨佳能;有源电力滤波器补偿性能研究[D];合肥工业大学;2017年

8 孙嘉兴;基于瞬时无功功率的电力有源滤波器研究[D];辽宁工业大学;2017年

9 林苹;三相光伏并网逆变器的研究与设计[D];华北电力大学(北京);2017年

10 黄欢;三相并联有源滤波器的控制研究[D];南京理工大学;2017年

本文编号：2607665