本文關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越關(guān)鍵技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是利用綠色可再生能源實現(xiàn)電能開發(fā)的重大課題,可以解決環(huán)境污染、能源短缺和氣候變化三大全球問題。光伏并網(wǎng)發(fā)電實際上屬于“能源互聯(lián)網(wǎng)”的范疇,要推動大規(guī)模清潔綠色光伏發(fā)電在“能源互聯(lián)網(wǎng)”中的利用,需要提高其暫態(tài)故障下的故障穿越問題,即不間斷的運行能力。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越需要解決網(wǎng)端技術(shù)問題,包括實現(xiàn)不同故障條件下的有功無功控制,消除電網(wǎng)不對稱故障下的負序分量及諧波分量,提高光伏逆變器鎖相跟蹤響應速度,抑制電網(wǎng)短路電流的沖擊。針對網(wǎng)端的故障穿越關(guān)鍵技術(shù),本文主要分析利用坐標運算進行有功無功控制的穿越方案;研究了一階比例諧振控制器分離正負序分量的原理;將一階諧振控制方法應用到鎖相跟蹤上并研究了鎖頻環(huán)同步監(jiān)測方法;從能量耗散角度設(shè)計一種低成本、可操作性強的短路電流抑制方法。建立了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)不對稱故障下的數(shù)學模型,分析了靜止坐標系下逆變器瞬時有功和無功功率控制原理,討論了設(shè)定不同電流參考指令獲取所需的控制目標方法,在此基礎(chǔ)上引入調(diào)節(jié)系數(shù)k1和k2,采用一個電流參考指令實現(xiàn)多種控制目標的靈活切換方法。為了解決坐標運算分離正負序分量產(chǎn)生的延時和誤差問題,提出了一種降階的諧振(Reduced Order Resonance,ROR)調(diào)節(jié)器控制策略,通過改寫二階諧振環(huán)節(jié)的表達式,將二階諧振降階成兩個具有不同極性的一階復數(shù)濾波器,彌補了比例諧振控制器對極性頻率無選擇性的缺陷。為了適應工程硬件和軟件參數(shù)固有的誤差環(huán)境,引入截止頻率以提高ROR頻帶帶寬,通過博德圖工具確定截止頻率參數(shù)作用效果,運用復變函數(shù)理論解決ROR調(diào)節(jié)器復數(shù)因子j的實現(xiàn)問題,采用Tustin變換方法給出ROR的離散化實現(xiàn)過程。為了解決光伏逆變器鎖相環(huán)受電網(wǎng)負序分量干擾難以實時地跟蹤電網(wǎng)基波信號的問題,提出一種基于ROR控制器的鎖頻環(huán)(Frequency-Locked Loop,FLL)同步技術(shù)。采用FLL代替經(jīng)典PLL,解決PLL超調(diào)量大問題,引入積分反饋環(huán)節(jié)消除電網(wǎng)直流分量的干擾,采用小信號模型方法將FLL負增益系數(shù)線性化,獲得FLL一階頻率響應特性,提高其在變頻場合的自適應能力。當控制策略難以滿足電網(wǎng)嚴重故障的穿越要求下,需要優(yōu)先考慮無功補償裝置方法。為了抑制短路大電流對光伏逆變器等設(shè)備的沖擊破壞,致力于實現(xiàn)硬件補償?shù)慕?jīng)濟性和可操作性,本文提出網(wǎng)側(cè)投切多級耗散電阻抑制短路電流的控制策略,通過整定多級耗散電阻的阻值、調(diào)試投切運行時間、設(shè)計具有電壓頻率雙響應的穩(wěn)定域投切邏輯和平滑能量耗散的多級開關(guān)投切方法等措施,最大程度地優(yōu)化故障穿越期間耗散電阻投切性能,提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)在電壓跌落、電壓驟升和頻率跳變場合的穿越能力。
【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 故障穿越 功率控制 降階諧振調(diào)節(jié)器 鎖頻環(huán) 耗散電阻
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-13
• 1.2 電網(wǎng)故障對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的影響13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-16
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越控制原理17-27
• 2.1 光伏并網(wǎng)控制模型17-18
• 2.2 控制原理分析18-19
• 2.3 控制目標19-22
• 2.4 仿真研究22-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越正負序分離技術(shù)27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 傳統(tǒng)比例諧振控制策略27-28
• 3.3 一階諧振控制策略28-32
• 3.3.1 一階諧振原理28-30
• 3.3.2 一階諧振算法實現(xiàn)30-32
• 3.4 光伏并網(wǎng)逆變器控制結(jié)構(gòu)設(shè)計32-33
• 3.5 仿真驗證33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越同步跟蹤技術(shù)36-48
• 4.1 引言36-37
• 4.2 DSOGI-PLL原理37-38
• 4.3 ROR-FLL原理38-42
• 4.4 FLL性能分析42-44
• 4.5 仿真研究44-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第5章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越限流技術(shù)48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 DR保護原理48-50
• 5.2.1 并網(wǎng)模型48
• 5.2.2 保護裝置動作要求48-49
• 5.2.3 DR工作原理49-50
• 5.3 DR運行設(shè)計50-54
• 5.3.1 DR值的整定50-51
• 5.3.2 DR投切時間的估計51
• 5.3.3 DR投切控制策略51-52
• 5.3.4 多級DR52-54
• 5.4 仿真研究54-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 附錄60-61
• 參考文獻61-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果66-67
• 致謝67

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)系統(tǒng)故障穿越關(guān)鍵技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：300900