具有有源濾波功能的光伏并網(wǎng)逆變器控制策略研究.pdf

1、當(dāng)今世界能源危機(jī)和環(huán)境問題日益凸顯,尋求可再生綠色能源并對(duì)其開發(fā)利用已經(jīng)成為世界各國的重大能源決策。太陽能以其取用不竭以及綠色安全等特點(diǎn)進(jìn)入人們的視野。光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽能利用的重要形式,對(duì)緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染具有重要意義。同時(shí),隨著社會(huì)進(jìn)步和工業(yè)發(fā)展,大量非線性負(fù)載接入電網(wǎng),產(chǎn)生了大量諧波無功電流,使電能質(zhì)量下降。
　　本文通過對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和有源電力濾波器在工作原理、電路結(jié)構(gòu)以及控制方式等方面的對(duì)比分析,研究了兩者

2、的統(tǒng)一控制。將光伏并網(wǎng)發(fā)電功能和諧波無功補(bǔ)償功能相結(jié)合,統(tǒng)一后的系統(tǒng)有單獨(dú)光伏并網(wǎng)、單獨(dú)有源濾波和同時(shí)實(shí)現(xiàn)此兩種功能的三種工作模式,在改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時(shí),減少了設(shè)備投資成本,提高了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的裝置利用率。
　　在基于瞬時(shí)無功功率理論的電流檢測法的基礎(chǔ)上,合成了統(tǒng)一系統(tǒng)中的并網(wǎng)指令電流信號(hào),考慮到系統(tǒng)額定容量不足的情況,提出了一種容量限制策略,從而保證系統(tǒng)工作在額定范圍內(nèi)。分析了LCL濾波電路并建立其數(shù)學(xué)模型,通過三維圖形著重

3、探討了濾波器參數(shù)之間的相互影響,以及參數(shù)與濾波器諧振頻率、濾波效果之間的關(guān)系。分別分析了在光伏并網(wǎng)和有源濾波情況下LCL濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出了在統(tǒng)一系統(tǒng)中濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法,從光伏有功基波電流、諧波補(bǔ)償電流變化率、電流控制器帶寬等方面考慮,將LCL濾波器應(yīng)用于統(tǒng)一系統(tǒng)中。對(duì)濾波器的阻尼策略進(jìn)行了分析。
　　采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略。針對(duì)傳統(tǒng)的比例積分調(diào)節(jié)器在跟蹤正弦信號(hào)時(shí)會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差,影響并網(wǎng)功率

4、因數(shù)等問題,電流內(nèi)環(huán)采用準(zhǔn)比例諧振(Quasi-proportional resonance,QPR)控制和重復(fù)控制并聯(lián)的復(fù)合控制方法, QPR控制保證系統(tǒng)穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)無差跟蹤參考信號(hào),同時(shí)彌補(bǔ)了重復(fù)控制周期延時(shí)的缺陷;重復(fù)控制則對(duì)電網(wǎng)電壓引起的諧波進(jìn)行抑制,彌補(bǔ)了QPR控制對(duì)諧波抑制能力有限的不足。電壓外環(huán)采用具有低通濾波功能的PI調(diào)節(jié)器來穩(wěn)定直流側(cè)電容電壓,給定內(nèi)環(huán)參考信號(hào)。
　　最后,在Matlab/Simulink環(huán)境中,對(duì)