基于Z源逆變器的光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究.pdf

1、為了可再生能源的利用和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電在世界各國(guó)迅猛發(fā)展。光伏并網(wǎng)發(fā)電中的功率調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量、電壓穩(wěn)定和無(wú)功補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　 本文提出一種基于Z源型逆變器的光伏并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng),該系統(tǒng)一方面可充分利用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和有源電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn),將光伏并網(wǎng)的發(fā)電控制與有源濾波相結(jié)合,在有效地進(jìn)行光伏并網(wǎng)發(fā)電的同時(shí),還可以對(duì)電網(wǎng)中的無(wú)功、諧波和基波負(fù)序電流進(jìn)行補(bǔ)償或抑制,拓寬了光伏并網(wǎng)發(fā)

2、電的應(yīng)用范圍,進(jìn)而提高了電網(wǎng)的供電質(zhì)量；另一方面,采用了獨(dú)特的Z源網(wǎng)絡(luò)逆變轉(zhuǎn)換電路,由于其允許電路“直通”的特點(diǎn),具有直流側(cè)升壓的功能,省去了常規(guī)用于升壓的DC-DC變換級(jí),提高了系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率,使得系統(tǒng)可以在更低的光伏電壓條件下進(jìn)行并網(wǎng),擴(kuò)大了系統(tǒng)的工作電壓范圍,提高了系統(tǒng)的靈活性、可靠性。
　　 文中利用基于狀態(tài)空間模型的小信號(hào)擾動(dòng)建模法對(duì)Z源網(wǎng)絡(luò)升壓子電路和逆變子電路分別進(jìn)行建模,然后根據(jù)系統(tǒng)的耦合關(guān)系建立了兩者統(tǒng)一的Z源光

3、伏并網(wǎng)逆變器模型,得出了系統(tǒng)輸出與控制變量之間的關(guān)系。基于此模型,提出了系統(tǒng)的控制策略。
　　 對(duì)于MPPT技術(shù),基于目前大多數(shù)最大功率點(diǎn)跟蹤算法難以用現(xiàn)有的硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)或者成本過(guò)高的情況,本系統(tǒng)采用了一種簡(jiǎn)單易用的MPPT控制技術(shù),利用最大功率點(diǎn)電壓和開路電壓之間經(jīng)優(yōu)化的線性關(guān)系來(lái)搜索最大功率點(diǎn)。相比于其它常用的MPPT控制其控制遠(yuǎn)為簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),只需一個(gè)檢測(cè)傳感器,同時(shí)也降低了成本。
　　 對(duì)于諧波檢測(cè)技術(shù),本文采

4、用基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的ip-iq諧波檢測(cè)方法,將光伏有功電流嵌入到諧波檢測(cè)回路,然后通過(guò)合成算法產(chǎn)生補(bǔ)償參考指令電流,從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電功能和對(duì)無(wú)功、諧波及基波負(fù)序電流的補(bǔ)償功能。該檢測(cè)技術(shù)可以在三相電網(wǎng)電壓對(duì)稱、不對(duì)稱或畸變的情況下,得到準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果,而且還可以對(duì)三相不對(duì)稱電路(如三相負(fù)載不均衡)進(jìn)行無(wú)功、諧波及基波負(fù)序電流的準(zhǔn)確檢測(cè)。通過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),還可以單獨(dú)對(duì)基波負(fù)序電流分量的準(zhǔn)確檢測(cè)。
　　 對(duì)于逆變控制技術(shù),

5、采用一種恒開關(guān)頻率直通零矢量PWM調(diào)制策略,該P(yáng)WM控制諧波含量少的,其不但不會(huì)改變正常有效狀態(tài)下的逆變效果,同時(shí)插入直通時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)直流母線側(cè)升壓的功能。對(duì)于電流跟蹤控制,文中借鑒了電網(wǎng)電壓前饋控制,克服了因電網(wǎng)電壓擾動(dòng)而引起跟蹤誤差的問(wèn)題。
　　 文中最后,利用MATLAB/SIMULINK工具設(shè)計(jì)和搭建了整個(gè)系統(tǒng)的仿真平臺(tái),并在以仿真平臺(tái)作為指導(dǎo)的基礎(chǔ)上,制作了一套1.5kW的Z源型PVPC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置,然后進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)的