分布式光伏发电系统及其漏电流抑制技术的研究

【摘要】：能源短缺和环境污染是21世纪全世界的热点问题。太阳能以其广泛分布、取之不尽、用之不竭、无温室气体产等独特的魅力受到人们的青睐。随着分布式光伏系统的快速发展,小功率光伏并网逆变器越来越受到关注。相较于经典的带工频变压器或者高频变压器的光伏并网系统,非隔离型光伏并网逆变器具有体积小巧、效率高的特点,随着电力电子器件的高速发展,近几年来得到越来越多的研究与应用。由于没有变压器起到电气隔离,太阳能光伏板有不可避免的存在较大的对地寄生电容,使得非隔离型光伏并网逆变器会产生对地漏电流。对地漏电流存在巨大的安全隐患,极大的制约着非隔离光伏并网系统的推广应用。因此对如何抑制漏电流的研究具有重要意义。本文从以下几个方面对分布式非隔离光伏并网逆变器开展了研究工作:(1)系统介绍了分布式光伏并网逆变器的工作原理,分析了其漏电流的产生原因:变化的共模电压作用于寄生电容,产生漏电流(也称共模电流),得出抑制漏电流的基本途径是保持共模电压为恒定值。(2)分析了当前主流的能够抑制共模电流产生的新型逆变器,对其利用Matlab软件进行仿真分析,对其结构的实现成本、转换效率等进行了对比分析。得出HERIC、FBDC、H6三种拓扑能够有效抑制漏电流,同时损耗较低,H5拓扑最有较好的经济性,NPC型适用于大功率以及三相并网逆变器系统,并对采用该结构的三相逆变器进行了仿真验证。(3)针对典型的单相非隔离逆变器控制策略进行建模仿真研究,对比了采用不同控制器的优缺点。得出采用准PD控制器能够有效控制系统输出电流,同时减少谐波注入。(4)介绍了光伏电池特性,建立了较为准确的光伏电池模型,针对光伏系统最大功率跟踪控制(MPPT)做了仿真研究,为实际工程应用提供参考。 【关键词】：光伏发电 并网逆变器 漏电流 控制器
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615

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