单相级联型光伏并网逆变器控制方法研究
发布时间：2021-10-18 15:50
由于环境污染问题日趋严重、能源需求日益增加,新能源的开发及利用已迫在眉睫。因清洁环保、取之不竭的优点,太阳能从众多能源中脱颖而出。并网逆变器作为光伏发电的核心设备,其结构组成和性能控制的优劣直接影响并网的电能质量,所以并网逆变器的控制策略成为研究重点。首先,本文阐述了光伏并网逆变器的发展现状,对比总结了各种控制策略及其优缺点。然后,以级联H桥逆变器为研究对象,在分析了其拓扑结构和工作原理,MPPT控制技术和调制方法的前提下,研究了光伏逆变器并网电流控制和功率平衡控制方法。对比传统的双闭环控制,分析了电流预测控制的基本原理,并在单个H桥单元上采用一种并网逆变器改进电流预测控制方法。该方法可以抑制直流电压波动,加快电流动态调节速度,降低谐波畸变率,提高输出波形质量。利用MATLAB/Simulink分析该控制方法的稳定性,并搭建一单元光伏逆变器仿真模型,对比输出波形的结果,验证了本文采用的改进控制方法的有效性和优越性。依据上述单个H桥逆变器的研究结果,将所提改进预测控制方法扩展应用于多级光伏单元级联结构。以三单元级联为例,各功率单元均独立完成MPPT控制。但受光照强度、温度等因素的影响,各...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
未来全球各种清洁能源的预期发展趋势图
湖北工业大学硕士学位论文25(b)传统的比例积分双闭环控制结构(c)改进型电流预测控制结构(d)载波移相SPWM调制模块图3.8单相一单元光伏并网逆变器仿真模型由图3.8可知，图3.8(a)是光伏发电系统的两大部分组成部分，包含主电路和控制电路；其中，控制部分又可以分为三个板块，包括在CONTROL模块中包含光伏电池MPPT控制和电压电流双闭环控制，以及载波移相SPWM模块。图3.8中(b)和(c)分别表示并网电流控制中传统PI控制结构和改进型电流预测控制结构；图3.8(d)是系统的输出电压调制模块；这里没有给出电流预测控制结构图，仅需要将直流电流前馈控制部分去掉，其他设置保持不变即可。本节的重点是由图3.8中(b)和(c)生成的调制信号，经图(d)计算得到占空比脉冲，进而控制开关管。
湖北工业大学硕士学位论文40(b)独立MPPT控制模块(c)双闭环控制（含改进电流预测控制算法）模块(d)功率平衡控制模块图4.11三单元级联型光伏并网逆变器的仿真模型4）在同一时间加入扰动，光伏电池单元2在1.5s时光照强度突减至1000W/m2，其余单元保持不变，温度不变；5）逆变器直流电压环PI控制参数一致：P=3.2，I=24。在上述相同条件下，利用scope模块观察以下情况，包括：MPPT控制下电压跟踪，并网波形，功率平衡情况，并网电流THD分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光伏发展形势及发电模式探究[J]. 李芮. 太阳能. 2019(09)
[2]一类新型的混合H桥级联逆变器构成方案[J]. 胡文华,刘剑锋. 中国电机工程学报. 2019(20)
[3]单相级联七电平逆变器拓扑结构及其控制方法[J]. 张琦,李江江,孙向东,安少亮. 电工技术学报. 2019(18)
[4]组串式光伏发电系统直流侧可变拓扑及多目标控制策略[J]. 薛世伟,贾清泉,苏亚超,张海欣. 中国电机工程学报. 2019(07)
[5]光伏电池最大功率点跟踪的研究现状综述[J]. 王荣,李少纲. 电气开关. 2018(05)
[6]并网逆变器预测电流控制方法研究[J]. 谭令其,徐政,陈锐坚. 电气传动. 2018(01)
[7]一种级联H桥光伏并网逆变器控制策略[J]. 赵涛,张兴,毛旺,赵德勇. 电力电子技术. 2017(12)
[8]级联型多电平逆变器输出电压循环分配的功率均衡控制及优化[J]. 陈仲,许亚明,那显龙,孙健博. 中国电机工程学报. 2018(04)
[9]单相级联多电平光伏并网逆变器控制策略综述[J]. 张承慧,周江伟,杜春水,陈阿莲. 电源学报. 2017(01)
[10]多逆变器光伏发电网络群控策略及实现方法[J]. 胡克用,胥芳,艾青林,徐红伟,欧阳静. 南京大学学报(自然科学). 2016(02)
本文编号：3443069
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
未来全球各种清洁能源的预期发展趋势图
湖北工业大学硕士学位论文25(b)传统的比例积分双闭环控制结构(c)改进型电流预测控制结构(d)载波移相SPWM调制模块图3.8单相一单元光伏并网逆变器仿真模型由图3.8可知，图3.8(a)是光伏发电系统的两大部分组成部分，包含主电路和控制电路；其中，控制部分又可以分为三个板块，包括在CONTROL模块中包含光伏电池MPPT控制和电压电流双闭环控制，以及载波移相SPWM模块。图3.8中(b)和(c)分别表示并网电流控制中传统PI控制结构和改进型电流预测控制结构；图3.8(d)是系统的输出电压调制模块；这里没有给出电流预测控制结构图，仅需要将直流电流前馈控制部分去掉，其他设置保持不变即可。本节的重点是由图3.8中(b)和(c)生成的调制信号，经图(d)计算得到占空比脉冲，进而控制开关管。
湖北工业大学硕士学位论文40(b)独立MPPT控制模块(c)双闭环控制（含改进电流预测控制算法）模块(d)功率平衡控制模块图4.11三单元级联型光伏并网逆变器的仿真模型4）在同一时间加入扰动，光伏电池单元2在1.5s时光照强度突减至1000W/m2，其余单元保持不变，温度不变；5）逆变器直流电压环PI控制参数一致：P=3.2，I=24。在上述相同条件下，利用scope模块观察以下情况，包括：MPPT控制下电压跟踪，并网波形，功率平衡情况，并网电流THD分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光伏发展形势及发电模式探究[J]. 李芮. 太阳能. 2019(09)
[2]一类新型的混合H桥级联逆变器构成方案[J]. 胡文华,刘剑锋. 中国电机工程学报. 2019(20)
[3]单相级联七电平逆变器拓扑结构及其控制方法[J]. 张琦,李江江,孙向东,安少亮. 电工技术学报. 2019(18)
[4]组串式光伏发电系统直流侧可变拓扑及多目标控制策略[J]. 薛世伟,贾清泉,苏亚超,张海欣. 中国电机工程学报. 2019(07)
[5]光伏电池最大功率点跟踪的研究现状综述[J]. 王荣,李少纲. 电气开关. 2018(05)
[6]并网逆变器预测电流控制方法研究[J]. 谭令其,徐政,陈锐坚. 电气传动. 2018(01)
[7]一种级联H桥光伏并网逆变器控制策略[J]. 赵涛,张兴,毛旺,赵德勇. 电力电子技术. 2017(12)
[8]级联型多电平逆变器输出电压循环分配的功率均衡控制及优化[J]. 陈仲,许亚明,那显龙,孙健博. 中国电机工程学报. 2018(04)
[9]单相级联多电平光伏并网逆变器控制策略综述[J]. 张承慧,周江伟,杜春水,陈阿莲. 电源学报. 2017(01)
[10]多逆变器光伏发电网络群控策略及实现方法[J]. 胡克用,胥芳,艾青林,徐红伟,欧阳静. 南京大学学报(自然科学). 2016(02)
本文编号：3443069
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