具有选择性谐波补偿的光伏并网逆变器控制策略研究

发布时间：2020-03-25 21:00

【摘要】：具有有源滤波(active power filter,APF)功能的光伏并网逆变器具有高效率和较低成本的优点而备受关注。当光伏阵列输出的并网有功功率较低时,可以利用逆变器的剩余容量对电网谐波电流进行补偿,使逆变器工作在并网和APF统一控制状态。但当电网负载谐波电流较大时,谐波补偿的指令电流也相应增大,使光伏并网和APF合成后的指令电流值峰值超过功率管的限流值,即造成系统容量超限。因此针对光伏并网和APF统一控制状态下逆变器存在的容量问题,本文提出一种具有选择性谐波补偿光伏并网逆变器的控制策略,对其进行理论分析和实验研究。本文对基于光伏有功并网和APF统一控制的钳位型三电平逆变器的拓扑结构和工作原理进行分析,建立对应的数学模型。在三电平SVPWM算法的小扇区判断环节中,引入了中矢量,降低了小扇区判断时间,提高了算法的实时性;针对传统SVPWM控制算法容易造成直流中点电位偏移机理进行了分析,通过引入时间作用因子k调节正负小矢量作用时间,从而对中点电位偏移进行抑制。本文重点针对光伏并网和APF统一控制状态下存在容量超限的问题,分析传统比例式限流方式的不足,对危险较大且含量高的5、7、11和13次谐波进行有针对性的补偿,进而合理降低并网逆变器合成的指令电流,使有限的系统容量得到合理的利用。同时为了实现并网逆变器的真正限幅要求,在利用选择性谐波补偿降容之后再添加一个比例式限流环节,确保系统在利用选择性谐波补偿降容失效时也能正常工作。另外本文采用快速性较好的iiqp-特定次谐波检测算法对负载中的谐波电流进行分频次检测。为了实现光伏并网和APF统一控制的目的,本文采用电流电压双闭环控制策略,电压外环确保了直流侧电容电压稳定,电流内环实现了对合成的指令电流的跟踪控制,且电流环采用PR控制器,在静止坐标下可以实现对基波和各次谐波的无静差控制。最后仿真结果验证了策略的正确性与有效性。
【图文】：

APF 统一控制原理两者都存在功能单一、成本高的缺点和控制方法上存在高度相似性，另外管的限流值，所以本文提出一种具两者的统一控制，现需要对这两种立对应的数学模型，为下文所提出载谐波电流、对负载中含量高且危害率的重要设备，从而实现改善电网Lpqhi =i+i+i

图 2.5 三电平光伏并网逆ology diagram of three level pho型两级式钳位型三电平并网逆组成：光伏阵列、Boost 升压环节组成。系统工作原理：太阳调节到逆变器直流母线电压幅的要求，，即将有功电流注入电 自身快速开通关断带来的高频一个工作电压点能实现最大功，即对应上图 MPPT 部分。扑结构方面，本文采用与 APF优势：（1）输出电压电平数量效开关频率较高，并网高频谐并网系统。对于钳位型三电平
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】

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本文编号：2600437