计及谐波影响的光伏逆变器控制方法研究

【摘要】：目前，在能源危机与环境污染问题日益严峻的情况下，寻求新型可再生能源已成为当今社会发展过程中的主要任务之一。我国太阳能资源丰富，因此具有广阔的发展前景。随着人们对光伏发电的重视程度越来越高，有关光伏并网逆变器的研究已成为目前的热点问题。随着大规模光伏发电系统的建立，使多逆变器并网发电技术的研究成为主流趋势。因此，本文将单并网逆变器研究成果应用于多逆变器并网发电系统，通过仿真实验验证谐波交互影响存在于多逆变器控制系统中，并且对其影响更加剧烈。本论文围绕这一问题，主要从以下几个方面进行深入分析： 本文首先基于非隔离型并网逆变器结构，对L、LC、LCL三种滤波器形式的光伏并网逆变器的拓扑结构和数学模型加以分析。然后基于对滤波器的滤波性能的分析，最终选取性能优良的LCL型并网逆变器作为本课题的研究对象，并分析了LCL型滤波器的参数设计方法。其次，对LCL型光伏并网逆变器系统结构对并网逆变器的控制策略进行研究，并选取了电容电流反馈的电流双环并网控制策略作为本课题的控制策略，外环分别采用PI、PR、准PR三种控制器对并网逆变器系统进行控制。通过对比三种控制器的特性分析结果，决定选取准PR控制器作为多逆变器并网发电系统的控制器类型。最后，基于LCL型光伏并网逆变器系统电容电流反馈的电流双环控制策略建立并网逆变器等效输出阻抗模型，通过对单个并网逆变器输出电流谐波交互影响问题的分析，延伸出多逆变器光伏并网系统的谐波交互影响问题的分析，并通过仿真实验说明多逆变器并网谐波交互影响对并网发电系统的安全稳定运行具有更加严重的危害性。 【关键词】：光伏并网发电 逆变器 谐波谐振 等效输出阻抗 建模
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 课题的研究背景11-12
• 1.2 国内外光伏并网发电研究现状12-14
• 1.3 光伏并网系统的体系结构14-20
• 1.3.1 集中式结构15-16
• 1.3.2 交流模块式结构16-17
• 1.3.3 串型结构17-18
• 1.3.4 多支路结构18-19
• 1.3.5 主从结构19-20
• 1.4 本课题的研究内容20-22
• 第2章 光伏并网逆变器系统模型的建立22-36
• 2.1 光伏并网逆变器分类22-25
• 2.1.1 隔离型光伏并网逆变器结构22-24
• 2.1.2 非隔离型光伏并网逆变器结构24-25
• 2.2 光伏并网逆变器的拓扑结构和数学模型25-34
• 2.2.1 基于 L 型滤波器的三相光伏并网逆变器结构和数学模型25-28
• 2.2.2 基于 LC 型滤波器的三相光伏并网逆变器结构和数学模型28-30
• 2.2.3 基于 LCL 型滤波器的三相光伏并网逆变器结构和数学模型30-32
• 2.2.4 不同类型滤波器的光伏并网逆变器性能分析32-34
• 2.3 LCL 型并网滤波器参数设计34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 LCL 型滤波器的光伏并网逆变器控制策略36-50
• 3.1 LCL 型光伏并网逆变器控制方法及其控制策略36-39
• 3.1.1 光伏并网逆变器控制方法36-38
• 3.1.2 基于电容电流反馈的电流双环并网控制策略38-39
• 3.2 基于 PI 控制器的逆变器并网控制技术39-42
• 3.2.1 PI 控制器的基本原理39-41
• 3.2.2 PI 控制器的特性分析41-42
• 3.3 基于 PR 控制器的逆变器并网控制技术42-47
• 3.3.1 PR 控制器的基本原理42-43
• 3.3.2 PR 控制器的特性分析43-47
• 3.4 引入准 PR 控制器的逆变器并网控制技术47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 光伏并网逆变器谐波阻抗分析及其影响50-69
• 4.1 并网逆变器等效输出阻抗分析与建模50-54
• 4.1.1 并网谐波谐振产生原理分析50-52
• 4.1.2 并网逆变器等效输出阻抗建模52-54
• 4.2 并网逆变器等效输出阻抗限制指标分析及仿真54-60
• 4.2.1 并网逆变器等效输出阻抗限制指标54-55
• 4.2.2 仿真结果55-60
• 4.3 多逆变器并网谐波交互影响问题分析60-68
• 4.3.1 多逆变器并网系统建模60-64
• 4.3.2 谐波谐振现象仿真分析及结果64-68
• 4.4 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文76-77
• 致谢77

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