【摘要】：作為清潔能源中的典型代表,光伏發(fā)電技術這幾年來取得了長足的進步與發(fā)展。但隨著光伏發(fā)電總量的不斷提高,光伏電站對電網安全穩(wěn)定運行的影響逐漸顯現(xiàn)。若大容量光伏電站在故障期間自動脫網,則會造成電網頻率、電壓崩潰,給生產、生活帶來巨大損失。為將故障期間光伏電站對電網的不利影響降到最低,同時加快電網的自愈速度,我國制訂了相關的并網標準,其中就包括零電壓穿越。所以對此展開研究對保障光伏電站及電網的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。本文在掌握光伏電池發(fā)電原理和輸出特性的基礎上,對最大功率點跟蹤算法、并網逆變器的拓撲結構進行了分析,以單級式并網逆變器為研究對象,建立了逆變器的數(shù)學模型,確定了并網控制策略,即電壓外環(huán)電流內環(huán)雙閉環(huán)控制,并進行了仿真研究。仿真結果表明,擾動觀察法能夠快速、準確搜尋到不同外界環(huán)境下光伏電池所對應的最大功率點,雙閉環(huán)控制策略能夠確保逆變器將光伏電池發(fā)出的功率及時輸送到電網,從而實現(xiàn)光伏并網。針對電網側對稱故障和非對稱故障時并網逆變器的響應特性,分別從逆變器直流側電壓、并網電流、輸出功率三個方面進行討論,分析了光伏電站在電網故障期間脫網的原因,即并網電流過大。并通過仿真實驗來驗證。根據(jù)零電壓穿越規(guī)定要求,將并網電流三相對稱、不過流、并按規(guī)定向電網注入無功電流作為控制目標,先后提出了直流電流控制、有限集預測控制和模型預測調制函數(shù)控制這三種零電壓穿越方法。直接電流控制方法引入雙電流閉環(huán)控制來實現(xiàn)對正、負序電流有功無功分量的解耦和對指令值的快速跟蹤;有限集預測控制方法通過建立故障期間逆變器的離散數(shù)學模型,引入價值函數(shù)對所有可能的開關狀態(tài)做評價來選取最終動作的開關狀態(tài);模型預測調制函數(shù)控制方法則在模型預測控制方法的基礎上進行了改進,對方差評價函數(shù)求導算出最小電流誤差調制函數(shù)并基于固定開關頻率的SPWM獲取逆變器的驅動信號。仿真結果表明,三種方法均能實現(xiàn)電網故障期間的零電壓穿越且滿足其規(guī)定要求。但相比于其它兩種方法,模型預測調制函數(shù)控制方法下的并網電流響應速度最快、超調量和總諧波失真率更小,具有較好的控制效果。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM464;TM615

【參考文獻】

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1 汪玉鳳;宋雪萍;李國華;;并聯(lián)有源電力濾波器的魯棒性控制[J];電力系統(tǒng)及其自動化學報;2016年06期

2 鄧知先;宋文勝;曹夢華;;單相PWM整流器模型預測電流控制算法[J];中國電機工程學報;2016年11期

3 曹篤峰;張穎;趙勇;王一波;許洪華;王毅;;光伏并網逆變器零電壓穿越控制技術研究[J];太陽能學報;2016年02期

4 孫小燕;朱永強;賈利虎;王銀順;;電網不對稱故障下光伏逆變器預測控制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年13期

5 賈利虎;朱永強;孫小燕;王銀順;;基于模型電流預測控制的光伏電站低電壓穿越控制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年07期

6 張明光;陳曉婧;;光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越控制策略[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年11期

7 章激揚;李達;楊蘋;許志榮;周少雄;;光伏發(fā)電發(fā)展趨勢分析[J];可再生能源;2014年02期

8 丁明;王偉勝;王秀麗;宋云亭;陳得治;孫鳴;;大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)影響綜述[J];中國電機工程學報;2014年01期

9 張雅靜;鄭瓊林;馬亮;盧遠宏;;采用雙環(huán)控制的光伏并網逆變器低電壓穿越[J];電工技術學報;2013年12期

10 周京華;劉勁東;陳亞愛;李津;;大功率光伏逆變器的低電壓穿越控制[J];電網技術;2013年07期

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2 陳曉婧;光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越控制技術研究[D];蘭州理工大學;2014年

3 柏浩峰;光伏并網逆變器低電壓穿越技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2014年

4 胡永萍;光伏并網逆變及低電壓穿越控制策略研究[D];山東大學;2014年

5 曹萍萍;光伏并網逆變器的低電壓穿越控制方法研究[D];燕山大學;2014年

6 田昊;光伏并網逆變器低電壓穿越技術研究[D];山東大學;2014年

7 楊軍;太陽能車光伏發(fā)電MPPT算法及控制研究[D];湖南大學;2013年

8 鐘杰;光伏并網逆變器MPPT及雙閉環(huán)控制技術研究[D];西南交通大學;2013年

9 殷忠寧;獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤及能量控制技術的研究[D];重慶大學;2012年

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本文編號：2546862