基于三維空間直角坐標系的光伏逆變器控制策略研究.pdf

1、近年來，隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭，光伏發(fā)電以其豐富、清潔、便于利用等優(yōu)點，已經(jīng)成為當(dāng)今能源的主要組成部分。光伏發(fā)電并網(wǎng)運行是實現(xiàn)太陽能資源利用的主要形式，本文基于三維空間直角坐標系，對光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)建模、調(diào)制算法、電網(wǎng)電壓鎖相技術(shù)、直流電壓控制策略、交流電流控制策略進行了深入系統(tǒng)的研究。
　　基于三維空間直角坐標系，以三維矢量的形式表達了逆變器調(diào)制波、電網(wǎng)電壓、并網(wǎng)電流等三相物理量，建立了三相多電平逆變器的數(shù)學(xué)模型。研究了

2、三維調(diào)制波矢量在空間分布形成的幾何圖形特點，根據(jù)對幾何圖形的分析，直觀地揭示了SPWM和SVPWM調(diào)制算法的區(qū)別和聯(lián)系，得到了SPWM和SVPWM的統(tǒng)一表達式。三相物理量的三維矢量化使主電路、調(diào)制方法、控制策略成為一個整體，便于進行統(tǒng)一建模和分析。利用零序矢量內(nèi)外包絡(luò)線進行加權(quán)疊加產(chǎn)生合適的調(diào)制波零序矢量來構(gòu)造SVPWM，具有避免過調(diào)制、降低計算復(fù)雜度的優(yōu)點，利用調(diào)制深度和零序系數(shù)的關(guān)系，利用復(fù)數(shù)傅里葉分析對調(diào)制波矢量的總諧波THD進行

3、了計算，并構(gòu)建了空間曲面，空間曲面直觀顯示了調(diào)制深度的全范圍內(nèi)，零序矢量取包絡(luò)線均值能使電壓總諧波THD最小。
　　基于三維空間直角坐標系，提出一種改進的三相電壓鎖相方法。研究了不平衡電網(wǎng)電壓三維矢量的空間軌跡，得到結(jié)論其軌跡為空間橢圓，通過分析橢圓軌跡的幾何特征，繼而求出正負序分量幅值和橢圓傾角，得到提取出電網(wǎng)電壓正負序分量方法，明顯提高了正序分量提取的響應(yīng)速度，并且具備頻率自適應(yīng)性。根據(jù)實際電網(wǎng)電壓諧波頻譜分布特點，提出優(yōu)化設(shè)

4、計的廣義延時抵消濾波器和移頻低通濾波器，在不影響諧波抑制效果的前提下提高了鎖相環(huán)的響應(yīng)速度。
　　基于三維空間直角坐標系，提出一種的改進的三相電網(wǎng)電壓幅值檢測方法。首先分析三相平衡和不平衡電網(wǎng)電壓矢量軌跡的幾何特征，根據(jù)幾何原理，求解軌跡所在平面對應(yīng)的三維空間法向矢量。對法向矢量各個分量進行分解重構(gòu)，從而快速準確提取出三相電壓幅值，實現(xiàn)了低電壓穿越中電壓跌落的快速準確判斷。
　　基于三維空間直角坐標系，提出一種光伏逆變器直流

5、電壓控制參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法。針對直流電壓環(huán)的多種PI控制器，在三維空間直角坐標系中，以比例系數(shù)和及積分系數(shù)這兩個控制參數(shù)為x軸和y軸變量，以絕對誤差加權(quán)時間積分和超調(diào)量作為評價指標，兩者分別作為z軸變量，建立空間曲面。根據(jù)空間曲面的幾何特點對控制參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)最優(yōu)的評價指標，在保證較小超調(diào)量的前提下提高了直流電壓環(huán)的響應(yīng)速度。
　　基于三維空間直角坐標系，分析了光伏逆變器電流矢量的基本組成分量，以及利用雙頻Bode圖對每種組