含分布式光伏的微網(wǎng)電能質(zhì)量治理研究.pdf

1、為緩解能源危機，新能源行業(yè)得到各國支持。隨著微網(wǎng)以及光伏的發(fā)展與相關技術(shù)的進步，光伏作為分布式清潔電源越來越多應用微網(wǎng)中并發(fā)揮其作用。由于光伏以及微網(wǎng)自身特性，相對與傳統(tǒng)配電網(wǎng)，微網(wǎng)更易發(fā)生電能質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題影響到了微網(wǎng)的穩(wěn)定運行而且會造成難以忽視的經(jīng)濟損失。因此，需要對微網(wǎng)電能質(zhì)量的治理策略展開研究。本文主要圍繞含分布式光伏的微網(wǎng)系統(tǒng)，對其中電能質(zhì)量的治理技術(shù)開展研究。
　　首先介紹了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了光伏等

2、效電路，建立了其數(shù)學模型，闡述了接口直直變換器工作原理并分析其參數(shù)設計。采用改進的變步長電導增量法作為mppt控制策略，通過控制直直變換器占空比以實現(xiàn)在環(huán)境變化下對光伏最大輸出功率的快速準確跟蹤。
　　其次基于接口逆變器對微網(wǎng)電能質(zhì)量的控制策略展開研究。為改善由于逆變器高頻工作而產(chǎn)生的諧波問題，采用LCL濾波裝置進行諧波抑制，加入有源阻尼實現(xiàn)對濾波裝置自身產(chǎn)生的諧振現(xiàn)象的抑制。對PQ控制中的電流內(nèi)環(huán)，vf控制中的電壓外環(huán)研究重復控

3、制策略并結(jié)合PI控制，在實現(xiàn)對系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)態(tài)誤差抑制的同時保證其動態(tài)性能。最后針對非線性負荷帶來的諧波問題，將有源濾波算法加入到逆變器控制策略中，實現(xiàn)微網(wǎng)對諧波問題的主動控制。針對三相不平衡系統(tǒng)，以抑制直流側(cè)波動為目標，分析基于電壓、電流矢量空間相位解析的逆變器控制策略。以抑制交流側(cè)電流負序分量為目標，采用含諧波濾除模塊的DSOGI-PLL提取電壓正序分量并研究相應的逆變器控制策略。這些逆變器控制策略表明微網(wǎng)逆變器在微網(wǎng)運行中不僅起到基本

4、交直流逆變作用還具有電能質(zhì)量控制作用。
　　最后基于混合儲能對微網(wǎng)電能質(zhì)量的控制策略展開研究。本文建立了以蓄電池以及超級電容器為核心的混合儲能的數(shù)學模型。針對微網(wǎng)中微源出力波動以及負荷切換帶來的電能質(zhì)量問題，本章設計了混合儲能的能量管理策略。通過對超級電容、蓄電池的輸出端接口雙向直-直變換器進行定功率控制以及定電壓控制來實現(xiàn)在對PCC點電壓波動進行一定程度的抑制的同時發(fā)揮超級電容響應快的優(yōu)點以及蓄電池能量密度大的特點，并保證混合儲

5、能安全運行。針對微網(wǎng)并離網(wǎng)切換帶來的電能質(zhì)量問題，本章研究了相位預同步控制策略，在切換過程中保證相位平滑連續(xù)。最后本章提出無縫切換策略，對逆變器以及超級電容外環(huán)輸出值進行重置，通過切換前微網(wǎng)狀態(tài)預測切換后微網(wǎng)狀態(tài)并對重置值進行整定，改善系統(tǒng)的超調(diào)量，使系統(tǒng)經(jīng)歷并離網(wǎng)切換后能夠快速恢復穩(wěn)定。
　　為了驗證本文所闡述的控制策略的有效性，通過搭建simulink模型，并且分別對含重復控制以及PI控制的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)的并離網(wǎng)控制，含有源濾波