双逆变器开绕组光伏发电系统控制策略研究

发布时间：2020-06-11 09:01

【摘要】：在全球能源危机和环境污染的大背景下,清洁能源的发展得到了全球广泛的重视。光伏发电技术作为一项将太阳能转换成电能的技术,在清洁能源利用领域具有无可比拟的优势,巨大的光照资源储备为光伏发电技术的快速发展提供了坚实保证。多电平逆变器由于自身的拓扑优势在高压大功率光伏发电领域取得了广泛应用。双逆变器开绕组光伏发电系统拓扑是利用两台逆变器交流输出侧经开绕组变压原边串联形成的一种多电平拓扑结构。双逆变器开绕组拓扑结构可以有效提高输出电压的等级,直流电压利用率高。双逆变器开绕组拓扑由两组独立的光伏阵列供电,各个光伏阵列可以工作在各自不同的最大功率点上,能够有效提高光伏发电系统的发电效率。双逆变器开绕组拓扑结构中还可以减少对钳位二极管和飞跨电容的使用,有效降低系统成本。双逆变器开绕组光伏发电系统在实际应用中面临着诸多问题和挑战。首先两组光伏阵列受环境等因素影响输出功率会存在差异,因此需研究双逆变器开绕组光伏发电系统的功率不平衡控制策略。其次,在两组光伏阵列输出功率相差过大时,输出功率较大的逆变器会发生过调制,需提出相应的解决方案。最后,双逆变器开绕组光伏发电系统中的共模电压差会通过零序电流通道产生零序电流,降低并网电流质量,需提出方案来抑制共模电压差。本文首先从双逆变器开绕组光伏发电系统的数学模型出发,引出了适用于双逆变器开绕组的180°解耦和120°解耦控制方案,同时给出了功率不平衡运行工况下的控制框图。其次本文介绍了双逆变器开绕组系统在功率较大不平衡工况下过调制问题产生的机理,同时结合双逆变器开绕组系统运行矢量图提出了两种无功补偿控制方案。最后研究了双逆变器开绕组光伏发电系统中的共模电压差抑制问题,提出了一种新的适用于双逆变器开绕组光伏发电系统的共模电压差抑制策略。全文所提各个控制策略的正确性均通过了仿真和实验验证。
【图文】：

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合肥工业大学硕士学位论文并联后作为两台逆变器的直流源，三相变压器原边三相绕组拆开后的 A 相有两个端口 A1+、A1，B 相有两个端口 B1+、B1，C 相有两个端口 C1+、C1，在 Simulink仿真环境中选用 12 端口的三相变压器即可。平台搭建过程中将端子 A1+、B1+、C1+经滤波电抗 L 与逆变器 1 的交流侧相连接，端子 A1、B1、C1 直接与逆变器 2交流侧相连接，同时滤波电容 Cd和阻尼电阻 Rd通过跨接的方式连接在开绕组变压器原边，，副边通过星形连接并入电网。

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图 2.7 双逆变器开绕组光伏发电系统仿真模型Fig 2.7 Simulation model of dual inverter open-end winding photovoltaic system
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615;TM464

【参考文献】