基于自抗扰的光伏并网电能质量控制策略研究
发布时间：2022-08-10 18:34
21世纪,随着化石能源逐渐枯竭,可再生能源的开发和利用逐渐被世界各国所重视。光伏发电作为一种取之不尽用之不竭的绿色能源逐渐被各国青睐。而光能从经光伏阵列板转化为电能到并网输送给用户则还需要经历若干个复杂的环节,每个环节里不同的硬件设计和控制策略都会对电能质量产生影响。本文针对传统控制策略下输出的并网电流的动态性能与稳态性能差的问题进行了研究和改进。全文是基于MATLAB/Simulink平台上进行仿真研究,具体工作内容如下:首先,设计了前后两级式光伏并网的拓扑结构,前级选用了100kW的光伏阵列,基于面积差比较法的最大功率点跟踪策略和升压斩波（boost）电路;后级选用三相逆变桥和LCL型滤波器。然后对每一模块设计了合理的硬件参数,并对不同外界条件下光伏阵列输出特性进行研究。其次,对整个光伏并网逆变器进行数学建模,然后针对LCL型并网逆变器在谐振处存在谐振尖峰的问题,采取了电容电流反馈与并网电流反馈的双电流环的有源阻尼法进行抑制;针对前级电压波动问题加入了电压外环的PI控制。并对基于电容电流反馈的PI、准比例谐振（Quasi Proportional Resonance,QPR）为代表...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 光伏发电国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 我国并网电能质量标准
1.4 本文研究的主要内容
第2章 光伏并网逆变器各模块设计
2.1 光伏阵列模块设计
2.1.1 光伏电池的发电原理
2.1.2 光伏电池的电气特性
2.1.3 光伏阵列的数学模型
2.1.4 光伏阵列的输出特性
2.1.5 不同外界环境下光伏阵列输出特性影响
2.2 DC/DC模块设计
2.2.1 常用的几种DC/DC变换器
2.2.2 Boost电路的工作原理
2.2.3 MPPT算法原理
2.3 逆变电路模块的设计
2.4 滤波电路模块的设计
2.4.1 滤波器的选择
2.4.2 滤波器参数设计
2.5 SPWM调制模块
2.6 本章小结
第3章 三相并网控制策略研究
3.1 并网控制技术的发展现状
3.1.1 间接电流控制
3.1.2 直接电流控制
3.2 LCL三相并网的电容电流反馈控制策略研究
3.2.1 LCL三相并网系统建模
3.2.2 滤波器控制策略的选定
3.2.3 电流环模型的建立
3.3 基于PI控制的并网控制策略
3.3.1 PI控制器的控制原理
3.3.2 PI控制的仿真与分析
3.4 基于准PR控制的并网控制策略
3.4.1 准PR控制器的控制原理
3.4.2 准PR控制仿真与分析
3.5 本章小结
第4章 自抗扰控制器的设计与参数整定
4.1 自抗扰控制技术的产生
4.2 非线性自抗扰控制
4.2.1 非线性跟踪微分器(TD)
4.2.2 扩张状态观测器(ESO)
4.2.3 非线性组合(NLSEF)
4.2.4 完整算法
4.3 改进自抗扰控制算法
4.4 线性自抗扰控制器的参数整定
4.5 本章小结
第5章 线性自抗扰控制与抗扰能力分析
5.1 电流环线性自抗扰控制器的设计
5.2 线性自抗扰控制下的仿真实现与分析
5.3 外界环境变化对并网系统的影响分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计方法[J]. 冯家铨,陈堂贤. 电力科学与工程. 2019(02)
[2]基于改进二阶线性自抗扰技术的微网逆变器电压控制[J]. 杨林,曾江,马文杰,黄仲龙. 电力系统自动化. 2019(04)
[3]带LCL滤波三相并网逆变器准比例谐振控制[J]. 阳喜. 电气开关. 2018(06)
[4]太阳能光伏发电应用的现状及发展[J]. 奎明玮,柴向春. 中国新通信. 2018(20)
[5]三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制[J]. 谭翠兰,陈启宏,张立炎,周克亮. 电力系统自动化. 2018(18)
[6]LCL型并网逆变器的线性自抗扰控制[J]. 凌毓畅,曾江. 电气传动. 2018(09)
[7]基于线性自抗扰光伏逆变器的并网电流控制研究[J]. 何国锋,韩耀飞,赵庆玉,申慧方,樊晓虹,余发山. 可再生能源. 2018(07)
[8]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[9]光伏市场成绩斐然 平价上网为期不远——记光伏行业2017年发展回顾与2018年展望研讨会[J]. 徐亦潇. 太阳能. 2018(02)
[10]三相LCL型并网逆变器d-q阻抗建模及稳定性分析[J]. 韩浩,王建鹏. 黑龙江电力. 2018(01)
博士论文
[1]太阳能利用中的热物理基础理论及实验研究[D]. 王刚.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]光伏发电系统并网控制策略研究[D]. 李建华.兰州理工大学 2018
[2]单相并网逆变器的控制策略研究[D]. 毕少波.新疆大学 2017
[3]基于LCL输出滤波器的光伏并网逆变器控制策略研究[D]. 保婷婷.兰州交通大学 2017
[4]单相非隔离型光伏逆变器[D]. 杨安德.安徽理工大学 2017
[5]光伏发电并网控制系统的研究[D]. 袁乐.安徽理工大学 2017
[6]基于有源阻尼的LCL并网逆变器控制策略研究[D]. 张雪.江南大学 2017
[7]光伏系统最大功率跟踪算法的研究[D]. 苏哲敏.沈阳工业大学 2017
[8]自抗扰控制在光伏并网发电系统低电压穿越中的应用研究[D]. 赵昕.兰州理工大学 2017
[9]LCL型并网逆变器控制系统的研究[D]. 孙玉堂.江苏大学 2017
[10]基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制[D]. 吴达.吉林大学 2016
本文编号：3674146
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 光伏发电国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 我国并网电能质量标准
1.4 本文研究的主要内容
第2章 光伏并网逆变器各模块设计
2.1 光伏阵列模块设计
2.1.1 光伏电池的发电原理
2.1.2 光伏电池的电气特性
2.1.3 光伏阵列的数学模型
2.1.4 光伏阵列的输出特性
2.1.5 不同外界环境下光伏阵列输出特性影响
2.2 DC/DC模块设计
2.2.1 常用的几种DC/DC变换器
2.2.2 Boost电路的工作原理
2.2.3 MPPT算法原理
2.3 逆变电路模块的设计
2.4 滤波电路模块的设计
2.4.1 滤波器的选择
2.4.2 滤波器参数设计
2.5 SPWM调制模块
2.6 本章小结
第3章 三相并网控制策略研究
3.1 并网控制技术的发展现状
3.1.1 间接电流控制
3.1.2 直接电流控制
3.2 LCL三相并网的电容电流反馈控制策略研究
3.2.1 LCL三相并网系统建模
3.2.2 滤波器控制策略的选定
3.2.3 电流环模型的建立
3.3 基于PI控制的并网控制策略
3.3.1 PI控制器的控制原理
3.3.2 PI控制的仿真与分析
3.4 基于准PR控制的并网控制策略
3.4.1 准PR控制器的控制原理
3.4.2 准PR控制仿真与分析
3.5 本章小结
第4章 自抗扰控制器的设计与参数整定
4.1 自抗扰控制技术的产生
4.2 非线性自抗扰控制
4.2.1 非线性跟踪微分器(TD)
4.2.2 扩张状态观测器(ESO)
4.2.3 非线性组合(NLSEF)
4.2.4 完整算法
4.3 改进自抗扰控制算法
4.4 线性自抗扰控制器的参数整定
4.5 本章小结
第5章 线性自抗扰控制与抗扰能力分析
5.1 电流环线性自抗扰控制器的设计
5.2 线性自抗扰控制下的仿真实现与分析
5.3 外界环境变化对并网系统的影响分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计方法[J]. 冯家铨,陈堂贤. 电力科学与工程. 2019(02)
[2]基于改进二阶线性自抗扰技术的微网逆变器电压控制[J]. 杨林,曾江,马文杰,黄仲龙. 电力系统自动化. 2019(04)
[3]带LCL滤波三相并网逆变器准比例谐振控制[J]. 阳喜. 电气开关. 2018(06)
[4]太阳能光伏发电应用的现状及发展[J]. 奎明玮,柴向春. 中国新通信. 2018(20)
[5]三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制[J]. 谭翠兰,陈启宏,张立炎,周克亮. 电力系统自动化. 2018(18)
[6]LCL型并网逆变器的线性自抗扰控制[J]. 凌毓畅,曾江. 电气传动. 2018(09)
[7]基于线性自抗扰光伏逆变器的并网电流控制研究[J]. 何国锋,韩耀飞,赵庆玉,申慧方,樊晓虹,余发山. 可再生能源. 2018(07)
[8]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[9]光伏市场成绩斐然 平价上网为期不远——记光伏行业2017年发展回顾与2018年展望研讨会[J]. 徐亦潇. 太阳能. 2018(02)
[10]三相LCL型并网逆变器d-q阻抗建模及稳定性分析[J]. 韩浩,王建鹏. 黑龙江电力. 2018(01)
博士论文
[1]太阳能利用中的热物理基础理论及实验研究[D]. 王刚.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]光伏发电系统并网控制策略研究[D]. 李建华.兰州理工大学 2018
[2]单相并网逆变器的控制策略研究[D]. 毕少波.新疆大学 2017
[3]基于LCL输出滤波器的光伏并网逆变器控制策略研究[D]. 保婷婷.兰州交通大学 2017
[4]单相非隔离型光伏逆变器[D]. 杨安德.安徽理工大学 2017
[5]光伏发电并网控制系统的研究[D]. 袁乐.安徽理工大学 2017
[6]基于有源阻尼的LCL并网逆变器控制策略研究[D]. 张雪.江南大学 2017
[7]光伏系统最大功率跟踪算法的研究[D]. 苏哲敏.沈阳工业大学 2017
[8]自抗扰控制在光伏并网发电系统低电压穿越中的应用研究[D]. 赵昕.兰州理工大学 2017
[9]LCL型并网逆变器控制系统的研究[D]. 孙玉堂.江苏大学 2017
[10]基于LabVIEW的远程电能质量监测软件系统研制[D]. 吴达.吉林大学 2016
本文编号：3674146
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