基于改进型准Z源逆变器的光伏并网控制策略研究

发布时间：2020-04-06 21:02

【摘要】：近年来,能源危机和环保问题促使新能源发电产业迅猛发展。其中,分布式光伏发电系统具有就近利用、清洁高效等优点,有着良好的发展前景。并网逆变器作为分布式光伏发电系统的核心部件,对系统的可靠性、能量转换效率有着重要影响。本文采用一种改进型准Z源逆变器作为分布式光伏发电系统的并网逆变器,以提高整个光伏发电系统的可靠性和并网电能质量。首先,介绍了分布式光伏发电的发展现状,对Z源及准Z源逆变器从拓扑结构、调制策略、并网控制策略三个方面进行了阐述和归纳总结。在分析开关电感准Z源逆变器工作原理的基础上,利用状态空间平均法建立了其数学模型,并根据求得的传递函数对系统特性进行了研究。其次,分析了开关电感准Z源逆变器常用的三种调制策略,针对三种传统调制策略存在直通占空比与调制因子耦合的问题,采用一种新型PWM调制策略对其进行调制,实现了直通占空比与调制因子的解耦,并对四种调制策略的性能进行了对比分析和仿真验证。然后,设计了整个光伏并网系统的控制策略,包括最大功率点跟踪、直流侧电压控制、交流侧电流控制三个部分。采用一种改进型MPPT方法实现光伏阵列最大功率点跟踪;改进了一种直流链电压直接控制方法,通过测量阻抗源网络中两电容电压之和来获取直流链峰值电压反馈值,实现直流链电压的稳定控制;采用传统的电流内环解耦法对并网电流进行控制,保证了输出电能质量,实现了有功功率和无功功率的独立调节。最后,设计了整个光伏并网系统的主要参数,并在Matlab/Simulink中搭建了完整的系统仿真模型,对并网控制策略的有效性进行了仿真验证和分析,三个控制部分保证了逆变器高效、高质量并网。
【图文】：

电感值,传递函数,虚轴,实轴

由图２－４可以看出，取不同电感值时，系统传递函数均存在两对位于虚轴轭极点、一对位于虚轴的零点以及一个位于右半平面实轴的零点。在电感值程中，虚轴上的零极点以及实轴上的零点都在向原点靠近。由于离原点较对共轭极点和虚轴零点之间的距离不断接近，因此两者对系统的影响可以

电容值,传递函数,系统特性,虚轴

为探究逆变器中电感值变化对系统特性的影响，分别取电容值为ｌＯＯｕＦ、逡逑ｌＯＯＯｕＦ、５０００ｕＦ，用Ｍａｔｌａｂ求出不同电容值时的传递函数零极点，对应的零极点逡逑图如图２－５所示。逡逑Ｘ］逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逡逑１逦１逦１逦１逦１逦｜ｃｉ＝１００ｕＦ逡逑３＇逦0＾ｃｌ逦Ｃ２＝１０００ｕＦ邋＂逡逑２－逦Ｊ逦Ｃ３＝５０００ｕＦ邋－逡逑销邋0邋—逦８逦逦－逡逑＊逦Ｃ３Ｃ２Ｃ１邋＂逡逑－２邋￣邋－逡逑0逡逑－３邋■逦＊逦－逡逑－４逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｓ逦ｉ逦ｘ邋１邋0３逡逑－１０逦１逦２邋实轴邋３逦４逦５逦６逡逑图２－５电容值变化时传递函数零极点图逡逑由图２－５可以看出，取不同电容值时，系统传递函数均存在两对位于虚轴的逡逑共辄极点、一对左半平面零点以及一个位于右半平面实轴的零点。在电容值增大逡逑过程中，虚轴上的共轭极点以及左半平面零点都在向原点靠近，离原点较远的一逡逑对共轭极点和左半平面零点之间的距离不断接近，因此两者对系统的影响可以近逡逑似抵消，，而右半平面实轴上的零点位置基本没有变化，系统的非最小相位特性保逡逑持不变，对系统特性的影响主要由一对离原点较近的共轭极点决定。虚轴共轭极逡逑点离原点距离越来越近，系统阻尼增大，超调量减小，系统到达稳态的时间延长。逡逑２．３．３直通占空比变化对系统特性的影响逡逑为探究逆变器中电感值变化对系统特性的影响，分别取直通占空比为０．１、逡逑０．２、０．３
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

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