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文檔簡介
1、隨著經(jīng)濟全球化深入發(fā)展,世界能源危機不斷加重,人們對于傳統(tǒng)化石能源的不合理利用使環(huán)境問題日益突出。因太陽能資源具有儲量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性、經(jīng)濟性等優(yōu)點使得太陽能發(fā)電技術得到廣泛應用。光伏裝機容量在世界各國新增裝機容量中所占比例越來越大。逆變器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心,其控制系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接影響整個并網(wǎng)系統(tǒng)的性能。而隨著光伏電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中的滲透率越來越大,其低電壓穿越能力也開始引起人們重視成為研究熱點。
2、本文以三相單級式并網(wǎng)逆變器為對象,深入研究了其在電網(wǎng)正常及故障運行狀態(tài)下的控制策略,并對光伏逆變系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓故障時的低電壓穿越控制策略進行了初步探索。
首先,推導建立了光伏電池的數(shù)學模型和簡化后的工程模型,并詳細介紹了傳統(tǒng)最大功率點跟蹤(MPPT)方法的原理及實現(xiàn)流程,為解決傳統(tǒng)方法中存在的振蕩現(xiàn)象,縮短跟蹤時間提出一種恒壓法與變步長電導增量法相結合的方法,并通過仿真驗證了該方法尋優(yōu)速度較傳統(tǒng)電導增量法提高了5倍左右,且跟蹤
3、精度也明顯改善。
其次,在充分了解光伏并網(wǎng)功率特性的基礎上,對在電網(wǎng)正常運行狀態(tài)下以電網(wǎng)電壓矢量定向的光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)進行了仿真研究。利用坐標變換可以將交流量轉換為直流量這一優(yōu)勢,將光伏逆變系統(tǒng)的數(shù)學模型轉換到dq旋轉坐標系下進行控制器的設計。本文選用電壓電流雙環(huán)控制,并給出了具體的參數(shù)計算方法。同時,詳細研究了空間電壓矢量的調制方法,通過編程實現(xiàn)SVPWM仿真模塊的創(chuàng)立。
再次,電網(wǎng)發(fā)生故障時正負序分量的精確提取至
4、關重要,本文在傳統(tǒng)軟件鎖相環(huán)的基礎上加入陷波器的設計,使其能夠在電網(wǎng)故障時精確定位正序分量的相角,以實現(xiàn)基于雙dq坐標變換的控制系統(tǒng)的設計,并對以抑制并網(wǎng)負序電流和以抑制直流側電壓波動為目標的控制策略進行深入研究。
最后,詳細介紹了光伏并網(wǎng)低電壓穿越技術要求,分析了逆變系統(tǒng)在電網(wǎng)故障時的動態(tài)特性變化,并在滿足低電壓穿越技術要求的前提下提出一種基于無功電流補償?shù)牡碗妷捍┰娇刂撇呗?,該控制策略能夠充分利用逆變系統(tǒng)的特性不通過增加額
5、外硬件設備就能使光伏電站滿足低電壓穿越要求,并能向電網(wǎng)提供一定量的無功支撐并網(wǎng)點電壓。
本文在深入研究整個光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的基礎上,對并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)正常與故障狀態(tài)下的逆變控制系統(tǒng)進行了設計,并通過仿真結果驗證此控制系統(tǒng)具有良好的性能后,在此仿真平臺上進行了光伏低電壓穿越控制策略的仿真研究,仿真結果驗證了該策略能夠使光伏電站在并網(wǎng)點電壓跌落時將并網(wǎng)電流限制在1.1倍的額定電流范圍以內,并可以向電網(wǎng)輸送一定量的無功,使并網(wǎng)點電壓
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