改进型混合孤岛检测方法在Z源逆变器光伏并网系统中的应用研究

发布时间：2020-08-07 04:19

【摘要】：并网逆变器是光伏并网发电系统的核心,其中Z源逆变器因减免了斩波电路,可实现升降压功能,而增加了系统的可靠性和灵活性,其应用越来越广泛。在光伏并网发电系统中,孤岛效应的发生会带来安全问题甚至影响系统的正常运行,因此对孤岛检测方法的研究具有重要的现实意义。本文以基于Z源逆变器的光伏并网发电系统为研究对象,对孤岛检测方法进行了进一步的研究。首先,针对基本Z源逆变器拓扑所存在的输入电流不连续、电压应力较大等缺点,详细分析了一种改进型的Z源逆变器拓扑,通过仿真验证了其优越性且更适用于光伏发电系统。其次,对整个光伏并网系统的控制策略进行了分析研究,并在分析光伏电池输出特性的基础上介绍了两种最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法,通过MATLAB/Simulink对光伏并网系统进行了仿真,结果表明控制方法效果较好,能得到稳定的输出。然后,研究了孤岛检测的有关问题,分析了孤岛效应的原理、检测标准,对几种常见检测方法进行了分析和仿真验证,并总结了其各自的优缺点。针对传统Sandia频移法中存在的负载性质对检测结果有影响的问题,提出了改进的Sandia频移法;针对单一的主动式检测法对电能质量影响较大的问题,提出了改进型的混合式检测法,通过改变负载参数在仿真模型中进行了验证,证明了其有效性。最后,设计了光伏并网系统的实验平台。分别完成了包括器件选型、主电路设计、辅助电路设计等在内的硬件设计和包括主程序设计、子程序设计在内的软件设计。搭建了基于改进Z源逆变器的光伏并网系统实验平台,进行了并网实验和孤岛检测的实验,分析了实验结果。实验结果表明孤岛检测的改进型算法具有良好性能,达到了预期的检测效果,具有可应用的价值。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615;TM464
【图文】：

示意图,分布式发电,孤岛,示意图

增加了系统的复杂性和成本，降低了可靠性[5]。基于这个学者提出了一系列基于 Z源逆变器的解决方案。Z源逆变器级，既可以实现升压功能，也可以实现降压功能[6]，增加了性。随着对太阳能光伏发电技术研究的不断深入，传统逆，因此，对 Z源逆变器的研究有重要的现实意义。孤岛效应一般是指在分布式发电系统中，当电网由于故障时，用户侧的逆变器没有检测出来并及时断开，继续向负个由分布式电源与负载所组成的一个自给供电的孤岛发电系电就属于分布式电源的一种。图 1-1为分布式发电系统孤岛

逆变器,电压源

因为光伏并网逆变器的性能高低直接决定了系行[10]。变器即传统意义上的逆变器，主要包括电压源型逆变器于两种逆变器研究时间都较充足，故其工作原理和控制将其运用在光伏并网发电系统中，会存在级数多、可靠正是这些缺点制约了其适用范围。源型逆变器型逆变器的意思就是逆变器的前级输入为直流电压源，际应用中，其输入可由光伏电池、蓄电池、燃料电池等如图 1-2所示[11]。从图中可得，为了维持电压源型逆变器常会在直流侧并联一个大电容，且桥臂中 4 个开关管通常使开关的反向电流能自由流通。在实际中，电压源型逆电的场合[12]。

逆变器,电压源,缺点,开关管

增加一级 Boost 升压电路，但这样会增加成本低。压源型逆变器的正常工作，其交流负载只能连制了电压源型逆变器的使用范围。，逆变器同一个桥臂上下两个开关管不能同时流侧电源短路的情况发生、引起电流激增，从坏，所以需要向开关管的控制信号中加入一定形产生畸变，降低电能质量[15]。变器器的意思就是逆变器的前级输入电流保持稳定个大电感进行储能或者直接在直流侧加入直流从图中可得，逆变桥中开关器件普遍采用一个提供单相电流和双向电压阻断能力[12]，这是由中，开关管要承受反向电压并有反向阻断能力

【参考文献】