分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)今世界，隨著人口數(shù)量的快速增加和人類社會(huì)持續(xù)、高速的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)面臨的重要問題。大力發(fā)展新能源，改善能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境污染，已經(jīng)成為世界各國的共識(shí)。其中，太陽能光伏發(fā)電以其可靠性、清潔性及取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)，正在發(fā)展成為可再生能源甚至世界能源組成中的重要部分。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電是光伏發(fā)電的一種主要形式，其成本低、使用靈活、容易推廣，擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。因此吸引了大量科研人員進(jìn)行分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)研究，

2、并取得了大量的研究成果。但隨著分布式能源的快速發(fā)展，一些新的現(xiàn)象和問題逐漸出現(xiàn)，對(duì)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)提出了新的要求。
　　本文以單相分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，分別對(duì)系統(tǒng)能量管理、并網(wǎng)電能質(zhì)量控制、并網(wǎng)安全三個(gè)方面展開研究，重點(diǎn)研究光伏最大功率跟蹤（MPPT）技術(shù)、并網(wǎng)電流控制技術(shù)和孤島檢測技術(shù)。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1)分析介紹光伏電池輸出特性、等效模型和傳統(tǒng)MPPT算法，特別是光伏電池陣列存在局部陰影或

3、非均勻光照情況時(shí)的特性。揭示了在局部陰影條件下光伏電池串聯(lián)陣列輸出特性和串聯(lián)組件電壓的關(guān)系，并利用這一特殊關(guān)系提出了一種適用于局部陰影情況下的快速M(fèi)PPT算法。該算法具有自動(dòng)判斷是否存在局部陰影情況、預(yù)測功率曲線極值點(diǎn)位置、快速跟蹤全局最大功率點(diǎn)的優(yōu)勢。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法能夠有效的跟蹤全局最大功率點(diǎn)，并且較現(xiàn)有的掃描算法在跟蹤速度和能量利用率上都具有明顯優(yōu)勢。
　　2)建立了單相逆變系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作

4、原理和控制方法。首先引入了電網(wǎng)電壓前饋環(huán)節(jié)，消除電網(wǎng)電壓對(duì)并網(wǎng)電流的擾動(dòng)影響。同時(shí)考慮現(xiàn)實(shí)中電網(wǎng)阻抗不可忽略且容易變化的現(xiàn)象，提出了一種改進(jìn)的重復(fù)控制并網(wǎng)電流控制策略。該策略將期望電流前饋控制和FIR數(shù)字濾波器引入傳統(tǒng)重復(fù)控制，在保證并網(wǎng)電能質(zhì)量的同時(shí)，有效提升重復(fù)控制的動(dòng)態(tài)性，并削弱重復(fù)控制參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)精確建模的依賴，提高了算法的實(shí)用性。相關(guān)仿真和實(shí)驗(yàn)顯示本算法能在期望電流突變后快速響應(yīng)，同時(shí)系統(tǒng)并網(wǎng)電流總諧波畸變小于5％，功率因數(shù)

5、大于0.950，滿足國際國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)并網(wǎng)電能質(zhì)量的要求。
　　3)闡述了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因和危害，并對(duì)目前常用的孤島檢測方法進(jìn)行了介紹。首次對(duì)基于主動(dòng)頻率擾動(dòng)和電流正反饋擾動(dòng)檢測方法的多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析仿真，闡述了稀釋效應(yīng)導(dǎo)致孤島檢測失效的機(jī)理。在此基礎(chǔ)上提出一種基于參數(shù)自適應(yīng)的主動(dòng)頻率擾動(dòng)改進(jìn)方法。該方法能夠最大限度抑制多孤島檢測算法間的稀釋效應(yīng)，減小孤島檢測盲區(qū)，加快孤島檢測速度。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本方法能夠在傳統(tǒng)孤島檢