電網(wǎng)不平衡時光伏逆變器控制技術(shù)研究.pdf

1、由于能源危機，新能源的開發(fā)和利用迫在眉睫。太陽能以其能量巨大、非枯竭和清潔安全等特點，作為理想的可持續(xù)發(fā)展綠色能源越來越受到人們的廣泛關(guān)注。光伏發(fā)電是太陽能利用的重要形式，其應用推廣具有很大的現(xiàn)實意義。近幾年來，光伏發(fā)電技術(shù)逐漸受到國際社會的重視：光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量不斷增加，光伏電站接入電網(wǎng)的電壓等級越來越高等。此時，電網(wǎng)電壓不平衡對光伏系統(tǒng)造成的影響不容忽視，光伏逆變器在電壓不平衡情況下的控制問題逐漸受到重視。本文以兩級式三相光伏

2、并網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，對電壓不平衡時光伏逆變器控制及并網(wǎng)電流畸變、過調(diào)和不對稱等問題進行探討。
　　論文首先闡述了電網(wǎng)電壓不平衡產(chǎn)生的原因，以及所帶來的危害；通過對這些危害的分析，說明電壓不平衡時對光伏逆變器控制技術(shù)進行研究具有重要的實際意義。其次，文章深入分析了現(xiàn)有電壓不平衡時并網(wǎng)逆變器的各種控制方法，根據(jù)各種方法實現(xiàn)方式的不同，將方法歸類并總結(jié)各自的優(yōu)缺點，以便于方法之間的對比、選擇和深入研究的開展。
　　目前電網(wǎng)不平衡時

3、并網(wǎng)逆變器的控制研究主要以抑制并網(wǎng)功率和直流側(cè)的二次波動為研究點，并網(wǎng)電流存在負序分量，幅值不對稱且過調(diào)。但隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量的增加，過調(diào)的不對稱電流會對電網(wǎng)造成新的影響：過電流會導致光伏系統(tǒng)從電網(wǎng)斷開，并網(wǎng)功率流動發(fā)生大幅度變化；變壓器、線路損耗增加等。因此本文主要針對電網(wǎng)電壓不平衡時并網(wǎng)電流畸變、過調(diào)和不對稱問題的解決方法進行研究。通過分析得知，由于并網(wǎng)電流中存在負序分量，導致電流不對稱；電網(wǎng)不平衡時電壓降落，但光伏系統(tǒng)注入電

4、網(wǎng)的功率沒有改變，故并網(wǎng)電流幅值會增加。根據(jù)光伏陣列的固有特性（即輸出功率可調(diào)節(jié)特性），提出一種光伏陣列定功率與最大功率跟蹤雙模式控制策略，電壓不平衡發(fā)生時定功率控制起主要作用；正常情況下，光伏陣列按照MPPT（Maximum Power Point Tracking）輸出控制；詳細推導了電壓不平衡時dq旋轉(zhuǎn)坐標系下正負序電壓分量與電壓不平衡程度的關(guān)系，基于此關(guān)系，對現(xiàn)有的正序控制進行了改進，提出一種正序補償控制方法；結(jié)合光伏陣列定功率

5、與MPPT雙模式控制策略和正序補償控制，既能實現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)，又能抑制并網(wǎng)電流超調(diào)，使電流對稱并網(wǎng)，控制方式實現(xiàn)簡單，能夠滿足并網(wǎng)電能質(zhì)量的要求。
　　建立了兩級式三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，直流側(cè)使用直接功率控制，以帶低通濾波器的PI控制器作為控制器，電流環(huán)采用dq解耦控制。在Matlab/simulink中建立系統(tǒng)仿真模型，通過仿真驗證了系統(tǒng)的并網(wǎng)性能和文中提出控制策略的效果。利用實驗室所購置的光伏并網(wǎng)實驗系統(tǒng)進行了驗證實驗，以