光伏并网逆变器低电压穿越技术的研究与实现

发布时间：2017-07-14 11:27

  本文关键词：光伏并网逆变器低电压穿越技术的研究与实现

  更多相关文章： 并网逆变器 低电压穿越 复数滤波器 正负序分离 锁相技术

【摘要】：太阳能光伏发电以其清洁、可再生、可持续发展等优点在电力系统中的渗透率日益提高。而光伏并网逆变器作为光伏能源连接入网的载体,其运行状态与电网之间的相互影响也随之增大。低电压穿越技术协调了这两者之间的影响,对于大规模光伏能源入网具有重要的意义。解决电网跌落的快速准确检测、锁相以及并网电流的控制等问题是实现低电压穿越的关键。本文通过分析电网不平衡故障下基于同步参考坐标系下的传统三相锁相环的失效性,研究了一种基于复数滤波器(CCF)正负序分离的锁相技术。在深入分析了该锁相技术工作原理的基础上,建立了该锁相系统的频域小信号模型。分别采用频域分析法和时域分析法对系统的稳态性能和动态性能进行分析,得到最佳的系统调节参数。通过对采样信号中混入直流偏置对该锁相技术获取电网同步信息的影响分析,给出了一种通过加入一阶低通滤波器的方法消除直流偏置对该锁相系统的影响,从而获得准确的电网同步信息。通过对电网故障类型的分析,给出了一种将电网正序电压和负序电压同时纳入计算电网跌落深度的判定依据。基于电网三相不平衡下光伏并网逆变器的数学模型和功率流的分析,研究了一种基于双dq旋转坐标系下平衡正序电流的低电压穿越控制方案。为防止因电网跌落深度过深导致逆变器过流,给出了将电网跌落深度作为电流给定补偿系数的改进方案。以减小故障电网的不平衡度,增强光伏并网逆变器支撑电网的能力为目的,研究了一种具有并网峰值电流限幅且带无功补偿的低电压穿越控制方案。基于Matlab/Simulink仿真平台验证了上述理论分析的正确性。搭建了500kW光伏并网逆变器实验平台。验证了光伏并网逆变器的软启动和单位功率因数并网运行下的技术指标。同时验证了基于正序电压检测电网跌落存在盲区和误差,得出了基于正负序电压检测电网跌落则可全范围检测电网跌落深度的结论。在三相电网非对称跌落故障下,验证了基于双dq旋转坐标系下平衡正序电流的低电压穿越控制方案的可行性。
【关键词】：并网逆变器 低电压穿越 复数滤波器 正负序分离 锁相技术
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 关键技术及研究现状10-13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 2 三相光伏并网逆变器的建模与分析15-25
• 2.1 光伏并网逆变器的建模15-18
• 2.2 电网故障对光伏并网逆变器的影响18-21
• 2.3 仿真分析21-23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 电网同步信息的获取25-50
• 3.1 传统三相数字锁相环技术25-27
• 3.2 基于复数滤波器正负序分离的三相锁相环技术27-43
• 3.3 仿真验证43-48
• 3.4 本章小结48-50
• 4 低电压穿越下光伏并网逆变器的控制策略50-66
• 4.1 电网故障类型分析及电压跌落深度判断50-53
• 4.2 光伏逆变器实现低电压穿越的电流控制方案53-61
• 4.3 控制方案的仿真验证与分析61-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 系统实验验证与分析66-75
• 5.1 系统硬件设计说明66-67
• 5.2 系统软件设计说明67-68
• 5.3 实验结果分析68-73
• 5.4 本章小结73-75
• 6 全文工作总结与展望75-77
• 6.1 全文工作总结75-76
• 6.2 后续工作展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 附录 攻读学位期间发表的论文82

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本文编号：540937