不对称电网故障下光伏逆变器的控制策略研究
【摘要】光伏发电凭借零污染、成本低、太阳能资源丰富等优点,对节约常规的石化能源、缓解保护环境的压力和促进全球经济发展起了很重要的作用。随着并网光伏发电系统规模的不断增大,光伏发电系统和电网之间的相互影响日益凸现。电网发生故障,尤其是出现不对称故障时,会导致并网电流的不平衡和直流侧电压不稳定,造成馈入电网的功率发生振荡,甚至危及逆变器,影响光伏并网发电系统和电网的安全运行。因此,研究光伏发电系统在电网发生不对称故障时的运行控制技术具有实际的工程应用价值。本文主要以提高在电网不对称故障下光伏并网逆变器持续运行的能力,将并网逆变器的输出电能质量和直流侧电压稳定性作为控制目标,从理论研究、系统建模、仿真分析三个方面,深入研究了电网不对称故障条件下光伏并网逆变器的控制技术。首先,建立了光伏电池的数学模型,选取合适的最大功率跟踪算法,建立了基于电导增量法的光伏阵列的最大功率跟踪控制系统。其次,建立了在理想电网条件下光伏并网逆变器的数学模型,并建立了基于同步PI控制光伏并网逆变器的并网控制策略,在Matlab/Simulink环境下对理想电网下光伏逆变器的控制策略进行仿真研究。最后,建立了电网不对称故障下光伏逆变器的数学模型;分析了光伏并网逆变器的功率流、直流侧电压波动机理,网侧负序分量对光伏逆变器输出并网电流的影响。为了维持直流母线电压稳定,结合陷波器的谐振特性,提出了直流电压带陷波器的正负序双电流环控制策略。为了消除并网电流的负序分量,根据逆变器输出功率与并网电流的正、负序分量的关系式建立了抑制网侧负序电流的控制策略。在Matlab/Simulink中对本文提出的控制策略进行仿真研究,验证了所提的控制策略的有效性和可行性。
【作者】董振华;
【导师】王晓兰;
【作者基本信息】兰州理工大学,电力系统及其自动化,2014,硕士
【关键词】光伏发电;不对称故障;直流侧电压;陷波器;负序电流;THD;
【参考文献】
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