光伏并网逆变器多模式控制策略研究

发布时间：2017-10-19 16:03

  本文关键词：光伏并网逆变器多模式控制策略研究

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【摘要】：光伏并网发电是太阳能利用的主要方式。无论对大电网还是微网而言,光伏发电的不稳定性,制约了太阳能产生的电能在送电网和配电网的消纳。同时光伏发电的成本也很高,没有国家产业政策的支持,发电收益很难保证。在并网光伏系统中,完成直流交流转换的逆变器非常重要。本研究围绕逆变器的功能,重点从功率控制和变换电能质量两个方面,探讨了逆变器的控制问题。系统设计的逆变器容量20k W,开关元件为IGBT,所并电网电压380V,频率50Hz。在功率控制方面,本研究重点分析了最大功率跟踪问题。在电能质量方面,本研究通过有功和无功控制,重点分析了当电网发生不平衡故障时,有功控制通过负序补偿,减少有功振荡和谐波电流的影响。本研究还分析了检测电网谐波的方法,通过无功和谐波电流控制,保证并网电能质量。在整个系统的设计中,本研究针对一种特定的光伏电池板,依据20k W的设计容量,首先计算了光伏电池板的串并联结构,明确了光强对光伏阵列输出功率的影响。本研究还分析了滤波电路的结构和滤波电感的选择,分析了直流侧电容的功能和计算步骤,以及IGBT的选取。最后,依据电流滞环控制的功能,本研究将MPPT输出的电流参考值和有功电流,无功及谐波电流值相叠加,作为电流滞环控制器的参考给定,通过控制器输出实现三相IGBT的触发控制。上述功能都在仿真平台上,通过光伏并网系统的仿真模型,并进行了仿真研究。仿真结果表明:在光强变化条件下,这种多模式控制策略能够快速实现MPPT功能,及时检测电网谐波,实现单位功率因数并网控制,动静态特性均能满足并网要求。
【关键词】：光伏并网逆变器 多模式控制策略 电导增量法 负序检测 双二阶广义积分器 电流滞环控制
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 引言7-11
• 1.1 研究背景7
• 1.2 研究目的和意义7-8
• 1.3 光伏并网逆变器的研究8-9
• 1.4 本文主要研究内容9-11
• 第二章 光伏并网系统设计11-21
• 2.1 光伏电池的设计11-15
• 2.1.1 光伏电池数学模型11-12
• 2.1.2 光伏阵列设计12-13
• 2.1.3 光伏阵列输出特性13-14
• 2.1.4 光伏电池的仿真模型14-15
• 2.2 系统总体结构及工作原理15-21
• 2.2.1 网侧滤波电感的选择16-19
• 2.2.2 直流侧稳压电容的选择19-20
• 2.2.3 开关元件的选择20-21
• 第三章 逆变器的控制策略21-30
• 3.1 最大功率跟踪21-23
• 3.1.1 电导增量算法21-22
• 3.1.2 MPPT控制的参考电流22
• 3.1.3 MPPT控制的仿真模型建立22-23
• 3.2 有功控制23-26
• 3.2.1 有功控制原理23
• 3.2.2 基于双二阶广义积分器的锁频环23-25
• 3.2.3 基于双二阶广义积分器的锁频环的仿真25-26
• 3.3 无功及谐波电流补偿26-30
• 3.3.1 无功及谐波电流补偿的原理27-28
• 3.3.2 无功及谐波电流补偿的仿真图28-30
• 第四章 多模式逆变器的实现30-35
• 4.1 各参考电流的合成30
• 4.2 电流追踪滞环控制30-31
• 4.3 仿真模型及其结果分析31-35
• 总结35-36
• 参考文献36-38
• 致谢38-39
• 作者简介39

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本文编号：1062009