三相光伏并网发电系统若干关键技术研究

发布时间：2017-08-23 21:32

  本文关键词：三相光伏并网发电系统若干关键技术研究

  更多相关文章： 两级式光伏发电系统 MPPT 并网控制策略 双环PI控制 低电压穿越 多指标非线性控制

【摘要】：随着能源的日益匮乏及燃烧化石能源引起的环境污染问题的加剧,可再生能源的利用在解决全球能源及环境污染问题上扮演着越来越重要的角色。太阳能是可再生能源的重要组成部分,而当前开发利用太阳能的最主要途径是光伏发电,因此大力开展光伏并网发电系统的研究极具理论研究价值与工程实际意义。本文以两级式三相光伏并网发电系统为研究对象,对其最大功率跟踪方法、并网控制策略、低电压穿越控制策略三大关键技术开展研究。本文的主要工作为：(1)紧密联系工程实际,建立光伏电池工程用数学模型,并对该模型的输出特性进行仿真,验证了其正确性。分析比较了几种常规的最大功率跟踪方法的优缺点,最终采用扰动观察法对光伏电池的最大功率点进行跟踪。最后在Matlab/Simulink仿真平台中验证了其跟踪效果。(2)并网控制策略是光伏发电系统的关键技术之一。本文首先分析了后级的基于LC滤波器的三相光伏逆变器拓扑结构,在此基础上建立逆变器在dq0坐标系下的数学模型。紧接着对LC滤波器进行参数设计这大大改善了并网电能质量。通过对目前常用的逆变器并网控制方法进行分析比较,最终确定采用双环PI控制方法进行并网控制。将并网控制策略与前文的工程用光伏电池模型、MPPT方法相结合,搭建一个三相光伏并网发电模型,仿真验证了并网控制策略的控制效果。(3)简述了光伏并网发电系统“低电压穿越”的重要性,针对电网电压发生三相对称跌落下的低电压穿越问题进行了研究,提出了基于多指标非线性控制的低电压穿越控制策略,仿真结果表明了所提方法可有效解决逆变器直流侧电压的波动问题,逆变器还可依照当前并网点电压跌落的深度向电网输送相应量的无功功率以支撑电压恢复,在电网故障清除后,光伏发电系统快速以单位功率因数输出。
【关键词】：两级式光伏发电系统 MPPT 并网控制策略 双环PI控制 低电压穿越 多指标非线性控制
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景及发展现状10-11
• 1.2 世界光伏发电的现状及发展11-15
• 1.2.1 国外光伏发电的现状及发展11-13
• 1.2.2 国内光伏发电的现状和发展13-15
• 1.3 光伏发电系统关键技术现状与问题15-18
• 1.3.1 最大功率跟踪(MPPT)15-16
• 1.3.2 逆变器并网控制方法16-17
• 1.3.3 低电压穿越(LVRT)17-18
• 1.4 本文的主要内容及章节安排18-19
• 第二章 光伏电池的特性分析及其最大功率跟踪(MPPT)研究19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 光伏电池的工作机理与特性分析19-22
• 2.2.1 光伏电池基本工作机理19-20
• 2.2.2 光伏电池工程实用数学模型20-21
• 2.2.3 光伏电池的输出特性仿真21-22
• 2.3 基于BOOST电路的最大功率跟踪方法的设计与仿真22-29
• 2.3.1 MPPT问题的由来22-23
• 2.3.2 Boost电路进行功率跟踪的机理23-24
• 2.3.3 各种MPPT方法的对比24-27
• 2.3.4 仿真及分析27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 三相光伏发电系统并网控制策略研究30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 三相光伏并网发电系统的拓扑结构30-34
• 3.2.1 逆变器的分类30-31
• 3.2.2 滤波器类型的选取及其参数设计31-34
• 3.3 基于LC滤波器的三相并网逆变器数学模型34-37
• 3.4 三相光伏并网逆变器的控制策略37-43
• 3.4.1 恒功率控制38-40
• 3.4.2 恒压恒频控制40-41
• 3.4.3 下垂控制41-42
• 3.4.4 电流内环控制设计42-43
• 3.5 三相光伏并网发电系统的仿真43-46
• 3.6 小结46-48
• 第四章 光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略研究48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 多指标非线性控制的基本原理48-55
• 4.2.1 仿射型非线性系统49
• 4.2.2 非线性控制的基本数学概念及理论知识49-51
• 4.2.3 多输入/多输出(MIMO)非线性控制系统设计51-54
• 4.2.4 多指标非线性控制(MINC)的设计方法54-55
• 4.3 对光伏电站提出的LVRT要求55-56
• 4.4 光伏并网发电系统低电压穿越控制策略56-61
• 4.4.1 三相光伏并网发电系统逆变器的数学模型56-57
• 4.4.2 光伏并网发电系统逆变器非线性控制器设计57-59
• 4.4.3 仿真与分析59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 本文研究工作总结62-63
• 5.2 今后研究展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间发表论文情况71-72
• 基金资助声明72

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