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三相光伏系统并网控制及低电压穿越的研究

作　者: 李华
导　师: 杨岸
学　校: 安徽理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 光伏逆变器 加权平均电流 LVRT 一阶惯性滤波 正序分离
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


在全球都在开发新能源的热潮中,太阳能以其无可比拟的优势,成为了目前新能源领域最炙手可热的资源。目前,光伏并网发电是对太阳能最主要的利用形式。那么,如何提高光伏并网发电的效率,减少谐波成分使馈入到电网的能量更纯净,同时,要求光伏电站在电网电压瞬时跌落时具备LVRT能力,这些问题归根结底都是对光伏并网逆变器采取什么样的控制策略。本文主要是在安徽明赫新能源有限公司实习的基础之上,对光伏并网逆变器展开研究。首先简单分析了当前国内外光伏并网发电和LVRT技术的研究现状,从结构上对现有的光伏发电系统做了分类与比较。紧接着分析了典型的三相光伏并网系统的工作原理。其次,针对光伏并网逆变器采用加权平均电流控制,并通过波特图分析,得出加入加权平均电流因子的控制器比传统的电流反馈控制方案更有益于对低次谐波的滤除。再次,在探讨了国内外的LVRT控制策略的基础之上,将一种新型的基于一阶惯性滤波正序分离算法的锁相控制,加入一阶惯性滤波环节后,避免了在电网电压跌落时因传统算法的延时未及时对电压进行锁相。本文在理论研究的基础之上,对三相光伏并网系统和基于一阶惯性滤波正序分离算法进行了仿真研究,仿真波形表明,在电网电压跌落时,经过正序分离的电压分量能快速地对电网电压进行锁相。利用安徽明赫新能源有限公司的5kW光伏逆变器对系统的部分模块做了实验研究。实验波形输出与本文的仿真波形一致,接近标准正弦波,证明加入加权平均电流算法的系统性能更好。但由于条件限制,没有对LVRT技术作进一步实验验证。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-25
  1.1 研究背景及意义  12-14
    1.1.1 全球能源及环境危机  12-13
    1.1.2 光伏发电的特点及意义  13-14
  1.2 太阳能光伏发电发展现状  14-16
    1.2.1 国外光伏发电现状和发展趋势  14-15
    1.2.2 国内光伏发电现状和发展趋势  15-16
  1.3 三相光伏并网系统的结构与分类  16-22
    1.3.1 分布式与集中式  16-19
    1.3.2 可调度式与不可调度式  19-20
    1.3.3 按并网逆变器的拓扑结构来分  20-22
  1.4 光伏系统并网控制策略  22
  1.5 低电压穿越技术与反孤岛保护  22-23
    1.5.1 LVRT研究意义  23
    1.5.2 LVRT研究现状  23
  1.6 本文主要研究内容  23-25
2 三相光伏并网系统分析  25-32
  2.1 并网系统拓扑结构  25-26
  2.2 系统工作原理分析  26-29
  2.3 仿真模型及波形分析  29-30
    2.3.1 系统模型搭建  29-30
    2.3.2 系统仿真波形  30
  2.4 本章小结  30-32
3 三相光伏系统的并网控制  32-48
  3.1 三相光伏系统的主电路拓扑  32-34
  3.2 逆变器控制策略  34-46
    3.2.1 SVPWM基本原理  35-36
    3.2.2 SVPWM的生成方法  36-43
    3.2.3 加权平均电流控制  43-46
  3.3 系统仿真  46-47
  3.4 本章小结  47-48
4 光伏并网逆变系统低电压穿越  48-62
  4.1 光伏并网逆变LVRT  48-50
    4.1.1 LVRT技术要求  48-49
    4.1.2 LVRT能力的重要性  49-50
  4.2 LVRT控制策略  50-58
    4.2.1 最大电流幅值控制方案  50-53
    4.2.2 电压电流双闭环控制策略  53-54
    4.2.3 锁相控制  54-56
    4.2.4 基于一阶惯性滤波正序分离算法的电压锁相控制  56-58
  4.3 光伏并网逆变LVRT仿真分析  58-60
  4.4 本章小结  60-62
5 系统实验  62-66
  5.1 5kW光伏逆变器成品介绍  62-63
  5.2 现场测试波形  63-65
  5.3 系统输出及下位机显示画面  65-66
6 总结与展望  66-68
  6.1 总结  66
  6.2 研究展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-74
作者简介及读研期间发表论文情况  74

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 太阳能发电
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