单相光伏发电系统并网同步复合控制方法研究

【摘要】：能源问题和环保问题一直困扰着人类的持续发展,目前能源大多以电力的形式供给,因此具备清洁、可持续、安全等特点的光伏发电正逐步赢得人们愈来愈多的青睐。而控制光伏电池板发出的电能合理入网的关键是并网同步控制方法,它对整个光伏发电系统的控制性能、效率和可用性影响很大,所以进一步研究和探索改进并网同步控制方法对提高控制效果有着主要意义。本文围绕并网控制方法进行研究,内容如下：(1)研究了并网型光伏发电系统逆潮流与非逆潮流系统,电流型与电压型逆变器及其他逆变器拓扑形式,载波反相单极性倍频调制方法与传统SPWM调整方法,确定了所研究的单相光伏并网发电同步控制系统的整体结构。(2)分析和研究了PID控制、重复控制、准PR控制、模糊控制方法的特点和优缺点,指出了多控制方法复合的必要性和优势。(3)改进了并网电流复合控制方法,使用准PR控制器取代PI控制器避免出现原理性稳态误差,然后利用模糊控制对准PR控制器的三个系数自适应调节,纵向改变并网电流幅值增益,提高动态响应能力,横向改变准PR控制器带宽,应对电网频率波动的情况。利用准PR控制器对谐波滤除从而显著减小了并网电流的总谐波失真,使并网电流控制模块能够应对光伏并网发电这类非线性体系。重复控制方法的引入进一步降低了稳态误差与THD；并研究了电网频率检测的方法。(4)使用SIMUlink平台建立单相并网同步控制系统仿真模型,对重复+PI方法、准PR方法、模糊准PR方法、模糊准PR+谐波滤除方法和模糊准PR+谐波滤除+重复控制方法同平台仿真对比。从THD、参考电流与实际并网电流间误差等方面验证了所提出的方法的控制效果,并做了小功率的测试实验。仿真结果表明,本文研究的并网电流复合控制方法提升了控制效果,减小了并网电流THD和电流误差,控制速度快,并网电流波形较好,还能应对电网频率波动。对并网同步控制有较好的应用价值。 【关键词】：光伏并网电流同步控制 模糊控制 重复控制 准PR控制
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外光伏发电产业发展现状10-11
• 1.2.1 国际光伏市场发展10-11
• 1.2.2 国内光伏市场发展11
• 1.3 并网型光伏发电系统11-13
• 1.4 本文主要研究内容13-14
• 第2章 并网型光伏逆变系统14-25
• 2.1 逆变拓扑调制方式14-18
• 2.1.1 电流与电压型逆变器14-15
• 2.1.2 逆变器的模型15-16
• 2.1.3 载波反相单极性倍频调制方法16-17
• 2.1.4 几类较为新型的逆变器拓扑形式17-18
• 2.2 并网同步电流控制18-22
• 2.2.1 控制系统复杂性发展18-19
• 2.2.2 传统及智能控制方法19-22
• 2.3 谐波问题22-25
• 第3章 基于复合控制的单相并网系统控制方法25-48
• 3.1 主要研究的光伏并网同步控制方法分析25-36
• 3.1.1 PID控制25-26
• 3.1.2 重复控制26-29
• 3.1.3 理想PR控制器与准PR控制器29-32
• 3.1.4 模糊控制32-36
• 3.1.5 重复和PI控制复合36
• 3.2 模糊准PR和重复控制的复合控制方法36-48
• 3.2.1 准PR控制参数作用和离散化方法36-39
• 3.2.2 模糊准PR+谐波滤除+重复控制的复合控制方法39-46
• 3.2.3 复合控制系统稳定性分析46-48
• 第4章 基于复合控制的并网系统建模仿真及实验48-64
• 4.1 建立仿真系统48-49
• 4.2 仿真实验结果及分析49-61
• 4.3 系统测试实验61-64
• 第5章 总结与展望64-65
• 5.1 总结64
• 5.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 附录68-69
• 攻读学位期间参与的课题研究及取得的研究成果69-70
• 致谢70-71

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