太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、并網(wǎng)逆變器是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。本文對(duì)單相太陽能并網(wǎng)逆變器的電壓和電流閉環(huán)控制、最大功率點(diǎn)跟蹤控制以及抗孤島效應(yīng)保護(hù)功能等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，有助于提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
　　介紹了并網(wǎng)逆變器的基本電路結(jié)構(gòu)和控制方法，給出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)例證。針對(duì)單級(jí)逆變器的直流輸入電壓范圍非常寬、控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)困難這個(gè)問題，提出采用脈寬調(diào)制器載波和比例-積分控制器隨工作電壓變化而同步改變的變參數(shù)控制方法，保證輸出電流閉環(huán)控制在整個(gè)

2、輸入電壓工作范圍內(nèi)都穩(wěn)定可靠的工作。對(duì)于兩級(jí)逆變器，在分析前級(jí)Boost變換器工作模式和電路模型基礎(chǔ)上，研究了輸入電壓-電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。
　　最大功率點(diǎn)跟蹤是太陽能逆變器的基本功能。第三章首先介紹太陽能電池等效電路模型和電壓-電流特性以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中指定的最大功率跟蹤效率的評(píng)估方法，得出了擾動(dòng)-觀察法的電壓擾動(dòng)步長、擾動(dòng)周期的設(shè)計(jì)要求，給出設(shè)計(jì)結(jié)果并分析跟蹤的精度。電池電壓的調(diào)節(jié)是通過基于并網(wǎng)功率最大化的電壓閉環(huán)

3、跟蹤控制實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)電池電壓控制環(huán)路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，提出電壓擾動(dòng)周期的設(shè)計(jì)方法及功率計(jì)量時(shí)段選擇方法，具有穩(wěn)態(tài)好和跟蹤精度高的優(yōu)點(diǎn)。單級(jí)并網(wǎng)逆變器的母線電壓存在兩倍于電網(wǎng)頻率的電壓紋波，這會(huì)帶來一定的功率損失,給出了該功率損失與直流工作電壓和紋波電壓的關(guān)系。
　　抗孤島效應(yīng)保護(hù)是小型并網(wǎng)逆變器最重要的保護(hù)功能之一。第四章首先分析了測試采用的諧振負(fù)載的阻抗特性和頻率保護(hù)孤島檢測方法失效的原因，給出頻率保護(hù)方法的檢測盲區(qū)計(jì)算和仿真方法

4、。介紹常規(guī)頻率擾動(dòng)和相位擾動(dòng)方法的工作原理，計(jì)算頻率上下限和擾動(dòng)策略對(duì)檢測盲區(qū)的影響，在此基礎(chǔ)上分析負(fù)載阻抗頻率特性、鎖相控制誤差和電流環(huán)相位跟蹤誤差等因素對(duì)孤島頻率的影響，提出孤島頻率的計(jì)算方法，并給出仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果。根據(jù)孤島系統(tǒng)的相位關(guān)系，提出采用間歇性相位或頻率擾動(dòng)、雙向相位或頻率擾動(dòng)以及加大頻率擾動(dòng)周期三種辦法，可以減小孤島檢測的盲區(qū)，并減小擾動(dòng)對(duì)電流波形質(zhì)量的影響。
　　隨著太陽能并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用的擴(kuò)大，同一電網(wǎng)并列點(diǎn)會(huì)