本文關鍵詞：光伏逆變器并聯(lián)控制及諧波環(huán)流抑制方法的研究

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【摘要】：光伏發(fā)電是分布式電力系統(tǒng)的一種重要形式,具有廣闊的發(fā)展前景。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心設備就是逆變器,隨著人們對電量需求的增大,對發(fā)電系統(tǒng)的性能、容量和可靠性的要求也變得越來越高,單臺光伏逆變器已達不到要求,因此,對光伏逆變器的并聯(lián)控制技術進行研究有著重要的現(xiàn)實意義。本文以兩臺單相光伏逆變器并聯(lián)系統(tǒng)為研究對象,對逆變器并聯(lián)控制策略及并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流抑制方法展開了研究。首先選擇了一種兩級式無隔離型結構作為光伏逆變器的主電路拓撲,建立單臺逆變器等效模型與兩臺逆變器并聯(lián)運行的等效模型,通過等效模型,對逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流進行了理論分析,并著重探討了逆變器并聯(lián)運行優(yōu)化控制策略,對傳統(tǒng)的下垂控制法進行改進,即在傳統(tǒng)下垂控制前引入新的下垂量,實現(xiàn)各有功通道和無功通道之間的解耦,使各逆變器合理分配有功功率和無功功率。其次,分析了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流產(chǎn)生原因及影響,針對逆變器無線并聯(lián)系統(tǒng)帶非線性負載的情形,提出了一種基于解耦控制的并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流抑制方法。在改進下垂控制方案的基礎上增加諧波功率均分控制,提出從總的視在功率中解耦出諧波功率,加入諧波功率控制器,通過減少諧波功率的大小來抑制諧波環(huán)流的方法。為了快速跟蹤補償變化的有功、無功功率和諧波功率,引入瞬時無功功率理論,對有功功率、無功功率和諧波功率進行快速有效的檢測和計算,從而提升并聯(lián)系統(tǒng)特性和動態(tài)均流能力。最后,對控制系統(tǒng)的軟硬件部分進行了詳細的設計,包括主電路的器件參數(shù)與選型、DSP控制電路及相應的軟件設計,并通過MATLAB/Simulink仿真平臺與樣機實驗分析比較加入諧波功率均分控制前后的并聯(lián)系統(tǒng)特性。仿真和實驗結果表明了所提出的基于解耦控制的并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流抑制方法可明顯抑制逆變器并聯(lián)系統(tǒng)間的諧波環(huán)流,提高逆變器并聯(lián)系統(tǒng)輸出電壓的質(zhì)量,實現(xiàn)逆變器對功率的精確分配,改善逆變器無線并聯(lián)系統(tǒng)帶非線性負載的性能。
【關鍵詞】：逆變器并聯(lián) 下垂控制 諧波環(huán)流 諧波功率 解耦控制
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 逆變器并聯(lián)控制及諧波環(huán)流抑制的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 逆變器并聯(lián)技術概述13-14
• 1.2.2 并聯(lián)控制方式的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 逆變器并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流抑制現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-20
• 2 光伏逆變器并聯(lián)系統(tǒng)控制策略研究20-36
• 2.1 光伏逆變器并聯(lián)系統(tǒng)單元模型分析20-25
• 2.1.1 主電路拓撲結構20-21
• 2.1.2 單臺逆變器等效模型21-22
• 2.1.3 單臺逆變器控制系統(tǒng)分析22-25
• 2.2 光伏逆變器并聯(lián)系統(tǒng)模型分析25-27
• 2.2.1 逆變器并聯(lián)運行基本原理25
• 2.2.2 逆變器并聯(lián)運行等效模型25-26
• 2.2.3 并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流分析26-27
• 2.3 逆變器并聯(lián)運行控制策略27-34
• 2.3.1 傳統(tǒng)下垂控制法28-30
• 2.3.2 改進的下垂控制法30-34
• 2.4 本章小結34-36
• 3 光伏逆變器無線并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流抑制方法36-50
• 3.1 并聯(lián)系統(tǒng)的諧波環(huán)流36
• 3.2 逆變器輸出阻抗分析36-38
• 3.3 基于解耦控制的諧波環(huán)流抑制方法38-41
• 3.3.1 諧波功率的解耦原理38-39
• 3.3.2 諧波功率調(diào)節(jié)器設計39-41
• 3.3.3 逆變器無線并聯(lián)系統(tǒng)整體控制策略41
• 3.4 功率計算方法41-47
• 3.4.1 瞬時功率理論42-44
• 3.4.2 諧波電流檢測及輸出功率計算44-47
• 3.5 本章小結47-50
• 4 光伏逆變器無線并聯(lián)系統(tǒng)軟硬件設計50-68
• 4.1 并聯(lián)系統(tǒng)整體控制方案50-52
• 4.2 并聯(lián)系統(tǒng)主電路設計52-55
• 4.2.1 Boost儲能電感52-53
• 4.2.2 直流母線電容53
• 4.2.3 輸出濾波器53-54
• 4.2.4 逆變模塊54-55
• 4.3 控制電路設計55-61
• 4.3.1 采樣信號調(diào)理電路55-57
• 4.3.2 電壓過零檢測電路57-58
• 4.3.3 保護電路58-59
• 4.3.4 驅動電路59-60
• 4.3.5 串口通信接口電路60-61
• 4.4 并聯(lián)系統(tǒng)軟件設計61-66
• 4.4.1 系統(tǒng)主程序62-63
• 4.4.2 CAP捕捉中斷63-64
• 4.4.3 PWM定時中斷64
• 4.4.4 通信中斷64-66
• 4.5 本章小結66-68
• 5 仿真分析與實驗驗證68-74
• 5.1 系統(tǒng)仿真68-71
• 5.2 系統(tǒng)實驗71-73
• 5.3 本章小結73-74
• 6 總結與展望74-76
• 6.1 總結74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 作者簡介82

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