光伏并網(wǎng)及其電能質(zhì)量統(tǒng)一控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著能源緊缺和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，取之不竭且清潔無(wú)污染的太陽(yáng)能已成為發(fā)展前途最為光明的新能源之一。大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電作為有效利用太陽(yáng)能的一種方式，具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)直流側(cè)光伏輸出是按照光伏陣列最大功率輸出設(shè)計(jì)的，并網(wǎng)逆變主電路逆變工作時(shí)仍存在較大功率余量，夜間無(wú)光照時(shí)甚至零功率輸出。有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)可從技術(shù)上解決諧波問(wèn)題，但因其應(yīng)用成本較高，實(shí)際推廣受到很大限制。利

2、用光伏并網(wǎng)逆變器的功率余量代替APF，實(shí)現(xiàn)其無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制功能，可以提高設(shè)備利用率，對(duì)于提高光伏并網(wǎng)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。本文以光伏并網(wǎng)發(fā)電和諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償統(tǒng)一控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了諧波及無(wú)功電流的快速檢測(cè)方法，并提出了基于三單相準(zhǔn)比例諧振(準(zhǔn)PR)控制的并網(wǎng)及電能質(zhì)量統(tǒng)一控制策略，在簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)保證了并網(wǎng)電能質(zhì)量，提高了系統(tǒng)性能。本文的主要研究?jī)?nèi)容為:
　　(1)研究了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及并聯(lián)型有源濾波

3、器(APF)的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基本原理，并針對(duì)兩者在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和控制方法上的諸多相同點(diǎn)進(jìn)行了分析對(duì)比，從理論上分析了光伏并網(wǎng)電能質(zhì)量統(tǒng)一控制系統(tǒng)的可行性，并提出合理的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　(2)對(duì)光伏系統(tǒng)中的諧波及無(wú)功分量進(jìn)行了分析，并對(duì)傳統(tǒng)的基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的電流檢測(cè)方法進(jìn)行了理論研究，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的ip-iq法變換復(fù)雜且難以應(yīng)用于三相不平衡系統(tǒng)等問(wèn)題，提出了一種基于FBD法的無(wú)功和諧波電流檢測(cè)

4、方法，并對(duì)兩種電流檢測(cè)方法進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。
　　(3)在對(duì)NPC三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本原理及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行解析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了新型的三單相準(zhǔn)PR統(tǒng)一控制策略，并對(duì)該準(zhǔn)PR控制器進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)分析。此外，為補(bǔ)償并網(wǎng)電流中的諧波和無(wú)功含量，實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)和電能質(zhì)量統(tǒng)一控制，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了基于準(zhǔn)PR控制的分次諧波補(bǔ)償器。最后通過(guò)仿真驗(yàn)證本文所提控制策略的正確性和優(yōu)越性。
　　(4)構(gòu)建了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并完成了包