光伏逆變器并網(wǎng)穩(wěn)定控制與防孤島保護技術(shù)研究.pdf

1、隨著光伏發(fā)電的規(guī)?；瘧?，大量逆變器接入電網(wǎng)，由于電網(wǎng)阻抗的存在，使得逆變器與逆變器之間、逆變器與電網(wǎng)之間發(fā)生交互影響，產(chǎn)生了諸如公共耦合點諧波增大、逆變器脫網(wǎng)、非計劃性孤島運行等問題，對電網(wǎng)的安全可靠運行產(chǎn)生重大影響。為保證光伏逆變器安全可靠、靈活高效接入電網(wǎng)，本文在863課題的支持下，針對逆變器諧振脫網(wǎng)、傳統(tǒng)鎖相技術(shù)對異常電網(wǎng)電壓適應性差、多逆變器防孤島保護失效等問題，進行了系統(tǒng)的分析和研究，取得了一些創(chuàng)新性成果。
　　揭示了

2、數(shù)字控制時間延遲對逆變器穩(wěn)定性影響的機理，得出了逆變器穩(wěn)定運行的約束條件。首先分別建立了逆變器側(cè)電流反饋單環(huán)控制和網(wǎng)側(cè)電流反饋單環(huán)控制下的逆變器模型，然后在不同數(shù)字控制時間延遲條件下，定量分析了控制頻率和濾波器諧振頻率之間的約束關(guān)系。同時，得出了逆變器穩(wěn)定時對電流控制器比例增益的約束關(guān)系。
　　揭示了逆變器與電網(wǎng)諧振的機理，提出重塑逆變器輸出導納抑制諧振的新方法。首先在建立單/多逆變器與電網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)逆變器等效輸出導納與電

3、網(wǎng)導納之比的頻率特性不滿足Nyquist穩(wěn)定判據(jù)，這是引起逆變器-電網(wǎng)諧振的原因。然后通過數(shù)學分析的方法確定了逆變器側(cè)電流反饋單環(huán)控制和網(wǎng)側(cè)電流反饋單環(huán)控制下的逆變器輸出導納負實部所在的頻率區(qū)間，得到了改變逆變器的控制頻率和電流控制器控制參數(shù)均不能徹底消除逆變器輸出導納負實部的結(jié)論。最后提出了基于數(shù)字控制和無源阻尼相結(jié)合的輸出導納重塑方法，使逆變器等效輸出導納與電網(wǎng)導納之比滿足Nyquist穩(wěn)定判據(jù)。經(jīng)仿真驗證，所提方法有效抑制了逆變器

4、與電網(wǎng)間相互作用所產(chǎn)生的諧振，提高了逆變器穩(wěn)定性和對電網(wǎng)的適應性。
　　提出了一種適用于多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島檢測新方法。首先對現(xiàn)有孤島檢測方法進行綜合比較分析，指出基于頻率正反饋孤島檢測方法適合用來進行多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測。然后提出了一種基于電力線載波通訊的Sandia頻率偏移法，通過合理設(shè)計正反饋增益，實現(xiàn)孤島檢測性能與逆變器輸出功率解耦，提高了多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的孤島檢測能力，并且不受逆變器的頻率測量誤差和線路阻抗的影響。

5、最后實驗驗證了所提方法無檢測盲區(qū)，防孤島保護時間短（小于200ms），可靠性高，并且對電能質(zhì)量影響小。
　　給出了一種電網(wǎng)電壓適應能力強的鎖相方法，提高了逆變器并網(wǎng)控制穩(wěn)定性。在SRF-PLL小信號模型的基礎(chǔ)上，分析了電網(wǎng)電壓中的負序分量和電壓幅值對傳統(tǒng)鎖相環(huán)性能影響機理。通過采用解耦雙同步坐標系得到電壓正序分量，利用正序分量進行鎖相，避免了負序分量對鎖相效果的影響;通過采用歸一化方法消除電壓幅值變化對鎖相環(huán)動態(tài)性能的影響。仿真及