光伏模块化直流升压汇集系统及控制策略研究

发布时间：2020-06-21 20:56

【摘要】：随着全球变暖和环境问题的日益突出,世界各国都加大了对新能源的利用和开发,光伏直流升压汇集系统作为实现大规模光伏发电并网的关键技术之一,光伏直流升压汇集系统具有高电压、大容量、高效率等优点。故针对光伏直流升压汇集系统的拓扑结构及控制策略的研究具有重要意义。本文首先介绍了国内外当前大功率光伏直流升压变流器的研究情况,通过大功率、高变比、高电压DC-DC变换电路拓扑比较,综合考虑变换效率、应用范围、控制难度等因素,完成大功率高电压直流升压变流器拓扑评估及选取。随后,本文提出了一种适合于±30kV/1.5MW分散型光伏直流升压系统和±30kV/1MW集中型光伏直流升压系统的拓扑结构及控制策略。大功率直流升压变换器是以Boost全桥隔离升压变流器为基本单元,通过前级并联、后级串联的组合方式构成,此结构可以满足大容量、高变比的直流升压变流器的设计需求,并实现在恒定电压下功率叠加的目标。之后,本文研究了适合光伏直流升压汇集系统并网的模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)拓扑结构及控制策略。对全桥型MMC的基本原理进行分析,并详细分析每相桥臂间的电压和电流关系;通过坐标轴变换建立全桥型MMC的电磁暂态数学模型,为全桥型MMC的控制系统设计奠定理论基础。采用三角载波移相调制策略作为全桥型MMC的调制策略,通过对子模块触发控制,从而实现全桥型MMC的闭环控制;为了实现光伏直流升压汇集系统平稳启动,研究了多级变流器串/并联系统的启动控制策略。最后,本文对光伏直流升压汇集系统进行故障穿越能力分析,在MATLAB/SIMULINK仿真平台下,对系统发生直流侧双极短路故障和交流侧短路故障进行仿真实验研究,通过实验分析验证了MMC型光伏并网逆变器具有比较良好的故障穿越能力。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615
【图文】：

图 1.1 大功率光伏直流升压汇集系统Fig. 1.1 High-power PV DC boost collection system目前，传统型光伏直流升压变换器用于交流并网以及微电网连接，其电压等低，常用于电压范围为 120~1000V 网络中，并且功率低，在高压大功率场合下用。在高压大功率直流升压变换器拓扑结构研究中，谐振式电路、模块化多电块组合型电路等几种拓扑结构是实现高压大功率直流升压变换器主要方法。

图 1.1 大功率光伏直流升压汇集系统Fig. 1.1 High-power PV DC boost collection system传统型光伏直流升压变换器用于交流并网以及微电网连接，其于电压范围为 120~1000V 网络中，并且功率低，在高压大功率压大功率直流升压变换器拓扑结构研究中，谐振式电路、模块电路等几种拓扑结构是实现高压大功率直流升压变换器主要方法

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本文编号：2724628