三相三電平光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、20世紀以來，隨著經(jīng)濟全球化步伐的不斷加速，工業(yè)和經(jīng)濟迅猛發(fā)展，能源的需求急劇增加。而石化能源的日益匱乏和環(huán)境的不斷污染已經(jīng)成為制約人類社會發(fā)展的兩大重要因素，因此世界各國均把大力發(fā)展新能源作為重要的能源戰(zhàn)略決策。其中太陽能以其無噪聲、無污染、可持續(xù)利用等一系列優(yōu)點，成為目前最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色能源之一。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能利用的主要形式之一，深入地研究光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)，對于解決能源危機，減少環(huán)境污染，促進經(jīng)濟健康發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。

2、本文基于二極管箝位式的三電平光伏并網(wǎng)逆變平臺，對并網(wǎng)逆變器中的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究。
　　 針對光伏陣列最大功率點追蹤的問題，分析了現(xiàn)有的各種最大功率點追蹤方法，比較了各自的優(yōu)缺點，指出擾動觀察法是性價比較高的一種方法。針對擾動觀察法在光照快速變化情況下的誤判問題，在dP-P&O（dP-PerturbationandObservation\功率差值-擾動觀察法）方法基礎(chǔ)上，引入光照變化加速度的概念，對光照變化過程進行了更

3、精確的建模，進一步減少最大功率跟蹤過程中的誤判現(xiàn)象。同時，利用功率守恒原理，對光伏陣列輸出和逆變器輸出功率之間的關(guān)系進行了分析，得出通過比較擾動前后并網(wǎng)電流的變化來實現(xiàn)最大功率點追蹤的方法。這種方法不需要對光伏陣列的輸出電壓和電流進行檢測，降低了系統(tǒng)的成本。仿真和實驗結(jié)果表明，上述方法是可行的，并且系統(tǒng)在動態(tài)調(diào)節(jié)過程中能夠保持穩(wěn)定。
　　 針對逆變器并網(wǎng)前電網(wǎng)同步電壓相序和缺相的檢測問題，對目前常用的檢測方法進行了歸類分析，比較

4、了各自的優(yōu)缺點，并指出最適合并網(wǎng)逆變器的檢測方法應(yīng)該是:不需要搭建額外的硬件電路，只需利用控制時必須采集的數(shù)據(jù)，在數(shù)字控制芯片內(nèi)部通過簡單的算法就能實現(xiàn)相序檢測，并且對三相電網(wǎng)電壓畸變的情況不敏感。接著，在三相并網(wǎng)逆變器鎖相環(huán)dq-PLL的基礎(chǔ)上，提出了一種通過檢測電網(wǎng)電壓角頻率來判斷三相電網(wǎng)相序的方法。這種方法只需要使用并網(wǎng)逆變器正常工作時需要檢測的三相電網(wǎng)電壓，無需增加額外的硬件。仿真結(jié)果表明，這種相序檢測方法是可行的，并且在電網(wǎng)存

5、在直流分量、諧波、不平衡等畸變的情況下仍能正常工作。
　　 針對逆變器并網(wǎng)工作后的孤島檢測問題，對現(xiàn)有的孤島檢測方法進行了深入的分析和比較，指出孤島檢測技術(shù)的發(fā)展方向是:電網(wǎng)正常時，對輸出電能質(zhì)量的影響要小;電網(wǎng)斷電時，能夠迅速檢測出“孤島”現(xiàn)象。針對上述兩點，提出了一種基于無功電流-頻率正反饋的孤島檢測方法，推導(dǎo)了正反饋成立的參數(shù)條件，討論了方法實施的具體步驟。仿真和實驗證明，在電網(wǎng)正常時，該方法對系統(tǒng)幾乎沒有擾動，但是一旦電

6、網(wǎng)出現(xiàn)“孤島”的情況，無功電流和頻率之間的正反饋會讓頻率迅速朝一個方向變化，直到觸發(fā)孤島保護。
　　 針對LCL濾波器的諧振問題，分析了目前常用的消除諧振的方法，比較了各自的優(yōu)缺點，指出目前的方法存在損耗增加、引入噪聲或者設(shè)計難度較大等問題。為了從瞬時功率的角度對諧振電流進行補償，對目前幾種坐標(biāo)系下的瞬時功率理論進行了分析，得出的結(jié)論是p-q-r理論對三相電流的控制有足夠的自由度。最后，在p-q-r理論基礎(chǔ)上，分析了p-q-r中