三相光伏并网发电系统控制策略研究

发布时间：2017-10-23 04:10

  本文关键词：三相光伏并网发电系统控制策略研究

  更多相关文章： 光伏并网发电系统 并网逆变器 双环控制 PI-R控制 电网电压畸变

【摘要】：随着国民经济的快速发展,给能源和环境带来了前所未有的压力,太阳能由于储存量丰富、无污染等优点,得到了广泛的关注。光伏并网发电系统是利用太阳能的一种主要形式,其核心部件——并网逆变器不仅决定了光伏并网发电系统稳定、可靠地运行,而且也影响整个系统的寿命,因此,并网逆变器是目前研究的热点。本文立足于光伏并网发电系统的基本结构,主要针对传统比例积分(PI)控制策略输出并网电流总谐波畸变高的缺点,研究了基于比例积分谐振(PI-R)的DC/DC和DC/AC(并网逆变器)的控制策略。在理想电网电压条件下,建立了三相光伏并网逆变器在abc、αβ和dq三种坐标系中的数学模型,并比较了其在控制策略方面的优缺点,决定在dq坐标系中采用电压外环和电流内环的双环控制策略。电压外环采用P1控制策略,作用是稳定直流母线电压并提供电流内环的参考电流指令；电流内环的作用是保证输出高质量的并网电流,采用PI-R控制策略,即在传统的PI控制基础上引入谐振(R)控制策略,从而在指定频率处提供无穷大的增益,进而抑制因电网电压发生畸变而影响并网电流质量,并分析了在该控制策略下系统动态和稳态性能。最后,为了验证PI-R控制策略的有效性,分别在理想和不平衡电网电压条件下在Matlab/Simulink中建立仿真模型。仿真结果表明,本文设计的PI-R控制的光伏并网发电系统能输出与电网电压同频同相的并网电流,且当电网发生畸变时,系统亦保证输出较好的并网电流,保证了配电系统的稳定运行,并提高了系统的寿命。
【关键词】：光伏并网发电系统 并网逆变器 双环控制 PI-R控制 电网电压畸变
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景和意义8-9
• 1.2 光伏发电系统研究现状9-11
• 1.2.1 光伏并网逆变器分类9-10
• 1.2.2 光伏发电系统并网技术研究现状10-11
• 1.2.3 电网电压畸变时光伏并网逆变器控制研究现状11
• 1.3 本文光伏发电系统结构及其工作原理11-13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 2 光伏阵列建模与MPPT控制15-26
• 2.1 光伏电池建模及输出特性15-20
• 2.1.1 光伏电池的物理模型15-17
• 2.1.2 光伏电池的仿真模型17-18
• 2.1.3 光伏电池输出仿真18-20
• 2.2 光伏阵列最大功率跟踪控制技术20-25
• 2.2.1 电导增量法(INC)21-23
• 2.2.2 扰动观测法(P&O)23-24
• 2.2.3 MPPT算法仿真24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 3 光伏并网发电系统建模与工作原理26-33
• 3.1 系统整体工作原理26-27
• 3.2 并网逆变器建模27-31
• 3.2.1 并网逆变器数学模型27-30
• 3.2.2 滤波器设计30-31
• 3.3 DC/DC变换器工作原理31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 光伏并网发电系统控制策略33-45
• 4.1 基于PI-R的并网逆变器控制策略33-41
• 4.1.1 PI-R控制器简介33-36
• 4.1.2 基于PI-R并网电流控制策略36-38
• 4.1.3 控制参数设计38-41
• 4.2 DC/DC变换器控制41-43
• 4.3 仿真模型的建立43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 5 仿真结果分析45-54
• 5.1 电网理想条件下PI-R仿真分析45-48
• 5.2 电网畸变时控制策略仿真分析48-53
• 5.3 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59

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